Hi
nach empfehlung von Pet
mach ich neue Thema Laserzündung und
Direkteinspritzung auf. Beides ist nicht neu aber über Laserzündung
wissen ganz wenige.
noch ein Beitrag:
[BMW Group
Mit Laserzündung zu weniger Kraftstoffverbrauch und Emissionen
Die zweitplatzierte Arbeit von Johannes Tauer könnte besonders für die Automobilindustrie eines Tages interessant werden. Der Wiener Physiker revolutioniert ein 100 Jahre altes System: statt elektrischen Zündkerzen soll in Zukunft energiereiches Laserlicht Gas- und Benzinmotoren zum zünden bringen. Im Rahmen seiner Diplomarbeit entwickelte Tauer den Prototypen einer Laserzündkerze, mit der sich die Leistung von Motoren steigern ließe, während zu gleich Verbrauch und Schadstoffausstoß sinken. „Die Idee mit einem Laser brennbare Gemische zu zünden ist nicht neu“, sagt der Österreicher, „Nur wenige Jahre nach der ersten experimentellen Demonstration eines Laser im Jahre 1960 gab es erste Überlegungen in diese Richtung“, so Tauer weiter. Bisherige Projekte scheiterten zumeist an der Alltagstauglichkeit der Endprodukte. Entweder waren die Zündkerzen schlicht zu groß für den Einsatz im Motorraum, lieferten nicht genügend Energie oder waren nicht robust genug, um trotz großer Hitze oder ständiger Vibrationen konstant zu funktionieren.
Tauers Arbeitsgruppe beschäftigt sich seit gut acht Jahren mit diesen Problemen, er selbst wurde 2005 mit der Aufgabe engagiert, einen geeigneten Zündlaser zu entwickelten. Keine leichte Aufgabe für einen Physikstudenten in dessen bisherigen Vorlesungen Lasersysteme nur am Rande behandelt wurden. Den Sommer vor seinem Eintritt in die Forschungsgruppe verbrachte Tauer deshalb vor allem mit dem Selbststudium der einschlägigen Fachliteratur. Zweifel, dass das die Diplomarbeit nicht die gewünschten Ergebnisse liefern würde, hatte er nie: „Wir wussten, dass es funktionieren muss. Die Kollegen haben so gute Vorarbeit geleistet“, erzählt Tauer. Außerdem hatte er kompetente Unterstützung. „Mein Betreuer Heinrich Kofler und ich haben uns während dieser ganzen Zeit sehr gut ergänzt. Dinge, bei denen ich zu ungeduldig war, konnte er meistern und umgekehrt,“ beschreibt er die erfolgreiche Zusammenarbeit. Gemeinsam entwickelten Tauer und Kofler eine Laserzündung, die im Vergleich zu ihren Vorgängermodellen alle Anforderungen an ein alltagstaugliches System erfüllt. Wie es funktioniert erklärt der Forscher am besten selbst: „Das Prinzip der Laserzündung besteht darin, den Strahl eines gepulsten Lasers mittels geeigneter Linsenoptik innerhalb eines brennbaren Gemisches stark zu fokussieren, und zwar an einem frei wählbaren Zündort. So entsteht dort ein Plasma, das heiß genug ist, um den Brennstoff zu entzünden und weit genug von kühlenden metallischen Oberflächen entfernt ist.“
Um die zunehmend dringender werdenden Anforderungen an die Motoren nach höheren Wirkungsgraden und weniger Emissionen zu erfüllen, müssen Automobilhersteller unter anderem die Mitteldrücke im Motor erhöhen. Damit steigt bei herkömmlichen Zündkerzen aber auch die Zündspannung, was wiederum zu Elektrodenerosion und schließlich zum Ausfall der Zündkerze führen kann. Der Vorteil von Tauers System: Die Laserzündkerze hat keine Elektroden und ist daher auch für höchste Drücke im Motor geeignet. Außerdem lassen sich mit der Laserzündung auch viel magerere Gemische zünden, denn am Verbrennungsprozess ist mehr Luft beteiligt als eigentlich notwendig. Dies führt zu einem leichten Anstieg des Wirkungsgrades, aber vielmehr zu der derzeit so herbeigesehnten Reduktion von Kraftstoffverbrauch und Stickstoffemissionen. Ein weiterer Vorteil ist die nahezu beliebige Wahl des Laser-Fokus’. „Bei herkömmlichen Zündkerzen ‚sitzt’ der Funke direkt bei den Elektroden, dadurch entstehen Verluste,“ erklärt Tauer. Der Laserpuls dagegen lässt sich genau auf den idealen Zündort im Zylinder fokussieren und gewährleistet so eine optimale Verbrennung und Kraftausbeute. Das spart noch einmal Kraftstoff und senkt den Schadstoffausstoß.
Ein schönes Ergebnis, dass dem Autofahrer Tauer auch persönlich am Herzen liegt. Doch bis unsere Fahrzeuge mit dem Zündlaser ausgestattet sein werden, wird noch einige Forschungszeit ins Land gehen, denn momentan ist das System für die flächendeckende Nutzung im Auto noch zu teuer. Eher realisierbar ist da der Einsatz der Laserzündung in stationären Gasmotoren – ein österreichischer Hersteller hat bereits Interesse signalisiert. Und wenn seine Erfindung dort funktioniert, kann Tauer später ja bei der Einführung der Laserzündung in die BMW Motoren helfen. „Das wäre toll,“ gesteht der junge Physiker. Eine aussagekräftige Bewerbungsmappe hat er ja bereits. ]
So jetzt sind MAZDA-Leute (und die andere auch :] :]) gefragt, ob MAZDA auch entwickelt was ??
mfg WOORRMSER
