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Bald neue Zündsysteme ? Mit Laserpulser ?
Anliegend ein Bericht, dass an einem Laserzündpulsverfahren geforscht wird mit bis zu 25% Spritersparnis.
http://www.t-online.de/.../...ik-wann-kommt-die-laser-zuendkerze-.html
Was ist euere Meinung dazu.
Machtbar mit vernümpftigen Kostenrahmen gegenüber der Zündkerze ?
Beste Antwort im Thema
Nein, natürlich nicht.
Ein Kolbenmotor hat eine Flammfront, die mit einer bestimmten Geschwindigkeit ab der ersten Zündung an der Kerze durchbrennt. Typisch von oben nach unten und mehr als 25 m/s Kolbengeschwindigkeit hat nicht mal ein F1-Wagen, Porsche GT3 4.0 hat am Punkt der maximalen Leistung etwa 23 m/s. Wenn du es jedoch schaffst das Gemisch näher an der Mitte des Brennraums zu entzünden, dann hat die Flamme nur den halben Weg bis zum Rand (ab da ist die tot). Somit brennts effektisch schneller durch und das erhöht den Kolbenmitteldruck. Dieser wiederum gestattet eine bessere Ausnutzung der Verdichtung zwecks Expansion und senkt die Abgastemperatur, was auf eine Wirkungsgraderhöhung hinausläuft. Diesen Effekt nutzen manche Hersteller mit einer Doppelzündung aus, wenn du bei Motoren mit wenig Hub und viel Bohrung an zwei Stellen zugleich zündest. Dann hast du eine bessere/schnellere Verbrennung (siehe Twinspark und manche Benze).
Deswegen haben auch die Mercedes Blue Efficiency mit dem M270 gerade mal 72mm Hub. Was bei 5500 Touren gemütliche 13 m/s Kolbengeschwindigkeit ergibt. Da spielt die Zündung noch nicht sooo die große Rolle, das Potenzial ist begrenzt. Interessanter wird es bei Motoren mit mehr Hub und mehr Drehzahl.
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157 Antworten
Es gibt auch Mikrowellenzündung
Laser ist doch wieder out? Wegen der Verschmutzung. Es gibt ja noch Corona Zündung. Am Ende liegt es aber am Geld, solange konventionelle Zündsystem irgendwie ausreichen wird da nicht kommen.
Zitat:
@Corsadiesel schrieb am 3. November 2014 um 15:26:01 Uhr:
.....dass an einem Laserzündpulsverfahren geforscht wird mit bis zu 25% Spritersparnis.
.....
25% wären ein guter grund, ein solches systen über viele jahre auszubremsen.
Kann sein, dass die Ölmultis was dagegeen haben.
Ist es nicht wie mit allem? Es gab schon im 19. Jahrhundert Elektrobusse, oder zumindest schon recht ausgereifte im ersten Jahrzehnt des 20 JHD. Ich bin davon überzeugt dass wir heute ohne Verbrennungsmotor auskommen könnten wenn die Lobby nicht solchen Einfluss genommen hätte, aber nur das mal am Rande.
Aber technisch gesehen kann ich es mir einfach nicht vorstellen dass nur durch die Zündung eine solche Kraftstoffersparnis erreichbar wäre. Ich meine ein zündfähiges Gemisch muss ja irgendwie vorliegen, und das vermag eine Zündkerze auch zur Verbrennung zu bringen. Desweiteren sehe ich bei normalen Kraftstoffen immer das Problem, dass die optische Einkommlung des Lasers durch Ruß und Ölrücksände verunreinigt wird und deren optische Eigenschaften verändert. Ich sehe da eher Potential bei Alternativkraftstoffen wie Wasserstoff, der rußfrei verbrennt. Der technische Aufwand eines solchen Zündlasers dürfte auch nicht unerheblich sein. Laser haben auch keinen guten Wirkungsgrad.
Gruß Tobias
Richtig, deshalb wird ja erst mal geforscht, wie so ein System funktionieren könnte.
Was ich verstanden habe, sollen wohl von bis mms verschiedene Stärken (Laserleistung) nötig sein, um auch das noch nicht verbrannte Restgemisch zu entzünden, so das weniger Schadstoffe zum Auspuff gelangen.
Weiter wird davon geschrieben, dass mehr Luftanteile möglich sind.
Mit Laserstärken kenne ich mich nicht aus, natürlich dürften Rußpartikel ein Hemmnis sein, aber maßgebend soll wohl die erzeugte Hitze sein.
Mit Lasern kenn ich mich aus. Die Besonderheit eines Lasers ist dass er zeitlich und räumlich kohärentes Licht erzeugt, das heißt eine (idealisiert) völlig gleichmäßige Lichtwellenbündel. Diese lassen sich optisch besonders gut verarbeiten (nur eine Wellenlänge, also keine chromatische Abweichungskorrektur nötig). Der Witz an der Sache ist, dass der Laser sehr viel Energie in ein sehr kleines Lichtbündel steckt. Wenn man das noch fokussiert, erreicht man im Fokus extreme Leistungsdichten, die dnn von einem Stoff absorbiert große itzemengen erzeugen. Deshalb kann man zb Stahl schneiden. Da das Lasermaterial aber gepumpt werden muss (mit Energie in geeigneter Form angeregt) kann das aus physikalischen Gründen nur mit sehr mäßigem Wirkungsgrad geschehen. (Wirkungsgrade zw 1 und 5 % sind gängig).
Nun haben wir schon gesehen dass die Hauptwirkung des Lasers im Fokus der Optik erreicht wird. Dazu ist es unumgänglich, dass diese Optik absolut sauber gehalten wird, sonst versagt das System. Deshalb sehe ich sowas als ungeignet im Verbrennungsmotorenbau an. Man stelle sich alleine schon den Aufwand vor, eine Glasoptik so in einen Motorblock zu integrieren, dass sie den therischen und mechanischen Belastungen standhält und dicht bleibt.
Gruß Tobias
Also ich weiß nur das im Forschungsmotoren das Problem war das eben das Fenster vom Laster immer verschmutze. D.h. nicht Serientauglich. Deshalb gibt es wohl auch aktuell nicht mehr so viele Forschungsprojekte in die Richtung.
Wenn man das Problem gelöst bekommt dann könnte man evtl Laserzündung realisieren.
Hier noch weitere Info
http://info.tuwien.ac.at/Laserzuendung/en/Vorlesung_3.pdf
Warum sollte sich ein Kraftstoff-Luft-Gemisch unter höherem Druck nicht von einem ordinären Funken entzünden lassen?
Gruß Metalhead
Zitat:
@metalhead79 schrieb am 4. November 2014 um 08:03:38 Uhr:
Warum sollte sich ein Kraftstoff-Luft-Gemisch unter höherem Druck nicht von einem ordinären Funken entzünden lassen?
Gruß Metalhead
In dem Fall von gebündelten Laserlicht wohl eher kein Funke, sondern Plasma, wenn ich das richtig verstanden habe.
Und der Zündraum soll wohl auch an jeder Stelle des Brennraumes möglich sein, was bei der Zündkerze nicht möglich ist.
So können Brennrückstände (Rußpartikel) einfach weg gebrannt werden.
Ob eine solche Zündvorrüstung auch ggf in DPF möglich ist ? Dann wäre ja der höhere Dieselverbrauch wärend der Regenerationsphase auch zu sparen.
Allerdings dürfte die Zündvorrüstung nicht zu teuer werden, um Kosten zu sparen. Wenn teuer, dann lieber höherer Dieselverbrauch.
Beim DPF dürfte das wohl keinen Sinn machen. Im Brennraum des Motors seh ich das ja noch ein, da hat man einen freien Raum, in den man den Fokus des Lasers praktisch an jede Stelle legen kann. Aber ein DPF ist ja mit dem Filtermaterial ausgefüllt, so dass der Laser höchstens Löcher in die Oberfläche des Filtereinsatzes brennen würde.
Gruß Tobias
Das kommt natürlich auf die Filterelemente an, ich denke da so an Keramik-Kaskaden-Elemente.
Denn wenn im Pulsverfahren in mms gearbeitet wird und diese (zeitlich) verschiedenen Pulse im Raum am mehreren Stellen plaziert werden können (ggf durch die Optik verteilt), sollte eine Rußverbrennung möglich sein.
Aber warscheinlich wäre das System zu teuer.
Zitat:
@metalhead79 schrieb am 4. November 2014 um 08:03:38 Uhr:
Warum sollte sich ein Kraftstoff-Luft-Gemisch unter höherem Druck nicht von einem ordinären Funken entzünden lassen?
Gruß Metalhead
Weil der Zündspannungsbedarf mit steigendem Druck zunimmt. So ab ca. 35 - 40 kV wird's mit normalen induktiven Zündanlagen und Kerzen langsam eng.
Das ist übrigens der Grund, weshalb bei einer geschwächten Zündanlage der Motor in der Teillast zwar so einigermaßen läuft, er beim Beschleunigen mit höherer Last aber Verbrennungsaussetzer hat.