Технологические решения

Лазерные свечи и поршни из стали

Категория: Технологии
Опубликовано 09.05.2013 23:58

Лазерные свечи и поршни из стали Японские ученые совместно со специалистами из Национального института плазмы, лазеров и радиационной физики Румынии разработали принципиально новую систему зажигания для автомобилей, основанную на использовании лазерного луча. Для воспламенения воздушно-топливной смеси применяются короткие световые импульсы мощностью около 100 гигаватт на один квадратный сантиметр.

Лазерная свеча зажигания изготавливается из керамического композитного материала, в состав которого входит иттрий-алюминий-галлиевый сплав, легированный хромом и неодимом. Благодаря совмещению таких материалов достигаются необходимые характеристики композита, обеспечивающие ему высокую прочность и жаростойкость.

Разработанная учеными технология дает возможность выпускать свечи зажигания, в которых будут встроены не один, а два или даже три лазерных луча. Подобное ноу-хау позволяет повысить скорость искрообразования и равномерность воспламенения топливовоздушной смеси, благодаря чему возрастет мощность двигателя и снизится выброс вредных веществ за счет более полного сжигания горючего.

Немецкая компания Mahle, которая входит в число ведущих мировых производителей комплектующих для силовых агрегатов различных типов, также представила свой вариант повышения экономичности и улучшения экологических показателей двигателей внутреннего сгорания. Ее новая разработка – поршни для дизельных двигателей, изготовленные из стали. В отличие от привычных алюминиевых, стальные поршни отличаются повышенной прочностью, а также меньшим температурным расширением, благодаря чему уменьшаются потери энергии за счет трения поршня о стенки цилиндра.

Поршнями, выполненными из стали, уже серийно комплектуются дизели грузовых автомобилей, а последняя разработка предназначена для дизельных силовых агрегатов, которые устанавливаются на легковые автомобили. За счет повышенной прочности удалось уменьшить размер поршней и таким образом при использовании их в блоках цилиндров стандартного размера применяются шатуны с увеличенной длиной. Благодаря такому решению значительно улучшается кинематика работы кривошипно-шатунного механизма и примерно на 5% снижаются выбросы вредных веществ в атмосферу.

Единственным недостатком поршней, изготовленных из стали, является их более низкая теплопроводность в сравнении с традиционными алюминиевыми аналогами, а также довольно высокая себестоимость производства. Однако специалисты компании Mahle обещают в ближайшее время найти решение этой проблемы. По их мнению, будущее – за стальными поршнями, которые намного эффективнее алюминиевых.