Advanced Corona Ignition – ACSI – Plazma umesto iskre

ACIS

Plazma generiše veći izvor zapaljenja pri čemu dolazi do jonizacije smeše unutar cilindra i znatno bržeg i efikasnijeg sagorevanja u puno većem području.

Svećice su u automobilima od samog početka, a njihova prva primena počinje već od 1860. godine, davno pre prvog automobila. Iako su se vremenom usavršavale osnovni princip je ostao isti: električna varnica koja preskače između dve elektrode izaziva zapaljenje smeše benzina i vazduha čijim se daljim sagorevanjem stvara visoki pritisak i temperature i dolazi do potiskivanja klipa odnosno mehaničkog rada.

U nastojanju da se poveća efikasnost motora, odnosno smanji potrošnja i količina štetnih gasova u izduvu, uz istovremeno povećanje snage, svećica sve više postaje ograničavajući faktor uprkos brojnim unapređenjima kroz decenije razvoja motora. Jedno od alternativnih rešenja koje nudi obećavajući napredak uz vrlo gotovo nikakve promene konstrukcije motora je i tzv. Advanced Corona Ignition System odnosno ACIS.

Radi se o naprednom sistemu paljenja smeše uz pomoć plazme i razvila ga je američka fabrika Federal Mogul koja je jedan od najvećih proizvođača komponenti za automobile. Osim što nudi potpuno drugačiji način zapaljenja smeše, ACIS omogućava (barem prema tvrdnjama Federal Mogula) i manju potrošnju goriva i do 10 posto. Kako?

Klasična svećica funkcioniše tako da se sabijena smeša benzina i vazduha zapali u jednoj, najčešće središnjoj tački (iako postoje i motori sa dve svećice). Iz te tačke se front izgaranja širi prema rubovima cilindra uzrokujući porast pritiska i temperature i pomak klipa u radnom taktu. ACIS zamenjuje svećicu na način da stvara veći izvor zapaljenja smeše u obliku krune (otuda reč Corona u nazivu što nema veze sa meksičkim pivom) oko njenog vrha.

Pri tome dolazi do jonizacije smeše unutar cilindra i iniciranja znatno bržeg i efikasnijeg sagorevanja u puno većem području oko vrha “svećice”. Ekstremno vruća plazma koja se stvara u mogućnosti je kvalitetno zapaliti i teže zapaljive smeše poput onih koje nastaju prilikom rada motora sa siromašnom smešom ili korišćenjem recirkulacije izduvnih gasova (EGR).

Iskra koju stvara klasična svećica traje dve do tri milisekunde dok je pražnjenje plazme puno kraće, tek 100 do 200 mikrosekundi, ali je i puno intenzivniji i umesto da se zbiva u jednoj tački kruna može imati i do 30 ili 40 mm u prečniku. Ovo znači da se sagorevanje odvija gotovo istodobno u celom cilindru što inženjerima otvara i mogućnost drugačijeg oblikovanja komore sagorevanja u budućnosti. I sa postojećom konstrukcijom motora prednosti su očite: smeša sagoreva brže i efikasnije, a vrlo je važno da je moguće kvalitetno sagorevanje siromašne smeše, koja redovno prati rad motora pri manjem opterećenju.

Ovo znači da bi vožnja motora pri konstantnoj brzini na autoputu mogla biti spektakularno ekonomična. Jednako tako, upotreba ACIS-a omogućava još veći prečnik sagorelih gasova u cilindar (EGR) čime se značajno smanjuje količina azot oksida (NOx) i nesagorelih ugljovodonika u izduvu. Ovo se inače masovno koristi kod dizel motora, jer je način zapaljenja smeše drugačiji, a plazma to sad omogućuje i kod benzinskih motora.

Takođe, smanjuje se potreba za vrlo bogatom smesom pri naglom povećanju opterećenja motora. ACIS smanjuje i mogućnost pojave detonacije odnosno nekontrolisanog sagorevanja u cilindru. Detonacija, odnosno samozapaljenje smeše nastaje kad se udarni talas pritiska počne širiti prema rubovima cilindra gde visoki  pritisak i temperatura uzrokuju samozapaljenja smeše poput one u dizel motoru što dovodi do nepravilnog rada motora.

Budući da se plazma širi velikom brzinom i na većoj površini dolazi do gotovo trenutnog zapaljenja svih molekula goriva što onemogućuje pojavu detonacije. Ovo je pogotovo važno i zbog toga što omogućuje primenu višeg stepena kompresije kod benzinskih motora što je bitno efikasnije, ali i uzrokuje probleme s detonacijom (koje ACIS uspešno rešava). Stepen kompresije može se vrlo jednostavno povećati na 14:1 kod atmosferskih motora i na 12:1 kod turbo motora.

Nije nevažno ni to da nove “svećice” i dalje traju, jer ovde nema delova koji se troše kao kod klasičnih svećica čije elektrode stradaju od elektro erozije pa ih je nužno menjati. ACIS je još u fazi razvoja, ali već postoje prototipovi koji mogu zameniti svećice u postojećim motorima , međutim pravi napredak će nastati razvojem motora za korištenje ACIS-a.

Advanced Corona Ignition

Konvencionalna svećica treba vrlo visoki napon kako bi  generisala varnicu, a njegove su vrednosti i do 30.000 V, a neretko i više. ACIS ne treba ovako visoki napon, već radi na principu ekstremno brze rezonance koja uzbuđuje jone vazduha i goriva. Da bi se generisala struja potrebna za jonizaciju automobilsko napajanje od 12 V se najpre podiže na 150 V, a zatim frekvencijski transformator generiše na 1 kV val kvadratnog oblika koji se dovodi u zavojnicu i kondenzator. Time se stvara rezonantni krug koji emituje elektromagnetni talas frekvencije 1 MHz, kratak signal koji omogućava vrlo preciznu kontrolu vremena zapaljenja smeše.

Tekst: Matko Jović
Pruzeto sa: www.autopartner.com.hr


Be the first to comment on "Advanced Corona Ignition – ACSI – Plazma umesto iskre"

Leave a comment

Your email address will not be published.


*