Miniaturlaser statt Zündkerze

17. Juli 2004, 10:30
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Kärntner Entwicklung muss nicht an Verbrennungsmotor angepasst werden

Villach - Der Carinthian Tech Research (CTR) ist es gelungen, einen Miniaturlaser zu entwickeln, der die Zündkerze in Verbrennungsmotoren ersetzen kann. Wie die Kärntner Forschungseinrichtung am Freitag bekannt gab, sei es erstmals gelungen, den Laser so zu konstruieren, dass der Motor nicht an ihn angepasst werden muss. Das Projekt wurde vom Grazer Motorenspezialisten AVL List GmbH in Auftrag gegeben. Die Entwicklung wurde bereits zum Patent angemeldet, der Laser wird derzeit bei AVL List getestet.

Weg für praktische Anwendungen frei

An dem Problem der Laserzündung wird bereits seit Jahren geforscht, doch bis dato musste entweder der Laser über Glasfasern in den Brennraum geleitet oder der Motor aufwändig an den Laser angepasst werden. "Das Besondere an unserer Entwicklung ist, dass es erstmals gelungen ist, einen kompletten Laser mit ausreichender Leistung zum Zünden des Benzin-Gemisches im Einbauraum einer Zündkerze unterzubringen", erklärte CTR-Geschäftsführer Rainer Cholewa. Man habe den Laser in seiner Geometrie an den Motor angepasst, damit sei der Weg frei, aus einem theoretischen Ansatz praktische Anwendungen zu entwickeln.

Wie Projektleiter Gerhard Kroupa erklärte, sei ein konventioneller Laser mit der gleichen Leistung im Normalfall etwa zehn Mal so groß wie die CTR-Neuentwicklung. Um den notwendigen Miniaturisierungsgrad zu erreichen, habe man sich modernster Hochleistungs-Laserdioden bedient. Die Elektronik der Laserzündung könne mit der üblichen Zwölf-Volt-Autobatterie betrieben werden.

Vorteile

Die Laserzündung bietet laut Kroupa mehrere Vorteile. Zum einen lasse der relativ frei wählbare Ort des Zündplasmas die Optimierung des Verbrennungsvorganges zu und ermögliche auch eine Mehrfachzündung (Multipoint-Ignition). Im Gegensatz zu herkömmlichen Zündkerzen würden bei der Laserzündkerze auch keine Teile in den Brennraum ragen, was eine relativ vollständige, schadstoffarme Verbrennung erlaube und einen geringeren Materialverschleiß nach sich ziehe. Darüber hinaus ließen sich mit der Laserzündung magerere Gemische zünden als mit der herkömmlichen Zündkerze, dadurch könnten niedrigere Kohelndioxid-Emissionswerte erzielt werden.

Kroupa: "Die Leistung des fokussierten Laserpulses ist ausreichend intensiv zur Erzeugung einer Plasmakugel, was zu einer lokalen Temperaturerhöhung führt und somit die Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Otto-Motor ermöglicht." Im CTR wurde der Laser, das Gehäuse zum Einbau in den Zündkerzenschacht, sowie die Ansteuerelektronik konzipiert. "Das Laserzündungssystem ist für den Einsatz in Benzin- oder Gasmotoren entwickelt worden, die größte Herausforderung dabei war, in einem kleinen Bauraum einen Laser zu integrieren, der den am Motor auftretenden Vibrationen standhält und auch bei hohen Temperaturen von bis zu 300 Grad Celsius stabil funktioniert.", erklärte Kroupa. Ruß und Ablagerungen am optischen Fenster im Brennraum würden durch den Laser selbst weggebrannt. (APA)

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