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.
157 Antworten
Zitat:
@Spezialwidde schrieb am 4. November 2014 um 09:54:19 Uhr:
Na du willst ja an einer bestimmten Stelle im Brennraum zünden. Also sorgst du dafürdass an der Stelle die maximale Leistungsdichte der Laserstrahlung herrscht. Also gehst du hin und fokussierst deinen meinetwegen 3 mm² breiten Strahl der Laserquelle, dssen Leistungsdichte noch nicht zur Zündung reicht, an deine gewünschte Stelle. Da konzentriert sich dann die komplette Leistungsdichte im Fokuspunkt und da soll dann die Zündung erfolgen.
Da konzentriert sich dann im Zentrum die Leistung klar, und dann?
Da ist nix vorhanden was die Leistung absorbieren könnte und danach divergiert der Strahl wieder bis er auf die Zylinderwand, den Kolben oder sonst was trifft.
Wenn du dich mit 'nem schwarzen Pulli in die Sonne stellst wird dir warm, aber nur dir und nicht dem ganzen Weg der Sonnenstrahlen.
Gruß Metalhead
Zitat:
@metalhead79 schrieb am 4. November 2014 um 10:00:35 Uhr:
Dann müssten die Laserpulse aber unterschiedlich schnell sein, um, nacheinander abgegeben, zur gleichen Zeit am selben Ort anzukommen.Zitat:
@Corsadiesel schrieb am 4. November 2014 um 09:53:07 Uhr:
Fokusiert wird mit unterschiedlichen Inpulsen, die mit der Optik an unterschiedlichen Stellen geleitet werden, so habe ich das verstanden.
Die Differenz ist wohl die Wellenlänge des Strahles und die unterschiedlichen Zeiten, die von der Opitik unterschiedlich abgelenkt werden.
Zitat:
Da konzentriert sich dann im Zentrum die Leistung klar, und dann?
Da ist nix vorhanden was die Leistung absorbieren könnte und danach divergiert der Strahl wieder bis er auf die Zylinderwand, den Kolben oder sonst was trifft.Wenn du dich mit 'nem schwarzen Pulli in die Sonne stellst wird dir warm, aber nur dir und nicht dem ganzen Weg der Sonnenstrahlen.
Gruß Metalhead
Du musst nur mit einer geeigneten Wellenlänge arbeiten. Wenn du eine Fensterscheibe im Infrarot betrachtest wird sie schwarz weil sie diese Strahlung absorbiert. Es gibt auch eine geeignete Wellenlänge, die vom Gemisch im Zylinder absorbiert wird. Oder man arbeitet mit so hohen Leistungsdichten, dass im Fokus ein Plasma entsteht dass dann sie Zündwirkung hat.
Gruß Tobias
Zitat:
@Spezialwidde schrieb am 4. November 2014 um 10:08:35 Uhr:
Es gibt auch eine geeignete Wellenlänge, die vom Gemisch im Zylinder absorbiert wird.
OK, das macht Sinn.
Zitat:
Oder man arbeitet mit so hohen Leistungsdichten, dass im Fokus ein Plasma entsteht dass dann sie Zündwirkung hat.
Das allerdings nicht (funktioniert nicht, sofern kein Stoff da ist, der die Leistung absorbiert).
Gruß Metalhead
Ähnliche Themen
Zitat:
Das allerdings nicht (funktioniert nicht, sofern kein Stoff da ist, der die Leistung absorbiert).
Gruß Metalhead
Im Vakuum geht das nicht, klar. Aber es ist ja ein Stoff da. Ab einer bestimmten Photonendichte werden die Elektronenhüllen jeglicher an diesem Ort befindlicher Atome und Moleküle zerrissen. Dies kommt einer Ionisation gleich und lässt ein Plasma zünden (das macht man auch so in den Versuchsplasmareaktoren für die Wasserstofffusion). Dieses kann dann das Gemisch in der Umgebung zünden.
Gruß Tobias
Zitat:
@Corsadiesel schrieb am 4. November 2014 um 10:05:14 Uhr:
Die Differenz ist wohl die Wellenlänge des Strahles und die unterschiedlichen Zeiten, die von der Opitik unterschiedlich abgelenkt werden.Zitat:
@metalhead79 schrieb am 4. November 2014 um 10:00:35 Uhr:
Dann müssten die Laserpulse aber unterschiedlich schnell sein, um, nacheinander abgegeben, zur gleichen Zeit am selben Ort anzukommen.
Ich glaube nicht, dass sich Zeiten durch eine Optik ablenken lassen. Die dafür notwendigen Geräte nennt man Zeitmaschinen 😁
Zitat:
Ich glaube nicht, dass sich Zeiten durch eine Optik ablenken lassen. Die dafür notwendigen Geräte nennt man Zeitmaschinen 😁
Käse! Es gibt 2 Möglichkeiten der Zeitverzögerung:
1. (die praktikabelste): Einen speziellen Kristall verwenden (der nur bei einer ganz bestimmten Wellenlänge funktioniert, was ja beim Laser gegeben ist), der durch Elektronenübergänge quasi die Lichtenergie für einen Zeit lang zwischenspeichert und dann wieder weitergibt. Die Dicke des Kristalls bestimmt die Verzögerungszeit.
2. Verzögerungsstrecken durch Prismenoptik. Damit lassen sich allerdings nur Verzögerungen im Wellenlängenbereich, also Phasenverschiebungen erreichen.
Allerdings glaube ich auch dass Verzögerungen durch Ansteuerung mehrerer Laserdioden zeitversetzt realisiert wird, nämlich nur dann kann man im laufenden Betrieb auch darauf einfluss nehmen.
Gruß Tobias
Zitat:
@Spezialwidde schrieb am 4. November 2014 um 15:10:18 Uhr:
Käse!Zitat:
Ich glaube nicht, dass sich Zeiten durch eine Optik ablenken lassen. Die dafür notwendigen Geräte nennt man Zeitmaschinen 😁
Er hat von Ablenkung geschrieben, nicht von Verzögerung!
Ich dachte es ist so gemeint: Man hat einen Laserstrahl. den schickt man erstmal durch einen Strahlteiler, meinetwegen ein Beugungsgitter. Jetzt hat man mehrere Strahlen, aber noch gleiche Strahlzeiten. Die unterschiedlichen Strahlen verzögert man durch einen optischen Kristall auf verschiedene Zeiten und lenkt sie dann in die gewünschte Richtung.
Ich geb zu, der Aufwand, den man dafür betreiben muss steht in keinem Verhältnis zum Fahrzeugwert 😁
Gruß Tobias
Zitat:
@Spezialwidde schrieb am 4. November 2014 um 15:10:18 Uhr:
Käse! Es gibt 2 Möglichkeiten der Zeitverzögerung:Zitat:
Ich glaube nicht, dass sich Zeiten durch eine Optik ablenken lassen. Die dafür notwendigen Geräte nennt man Zeitmaschinen 😁
1. (die praktikabelste): Einen speziellen Kristall verwenden (der nur bei einer ganz bestimmten Wellenlänge funktioniert, was ja beim Laser gegeben ist), der durch Elektronenübergänge quasi die Lichtenergie für einen Zeit lang zwischenspeichert und dann wieder weitergibt. Die Dicke des Kristalls bestimmt die Verzögerungszeit.
Krsitalle die du da ansprichst nennen sich lambda/2 bzw. lambda/4 Plättchen. Dies hat aber nichts mit Elektronenübergängen zu tun.
Zitat:
2. Verzögerungsstrecken durch Prismenoptik. Damit lassen sich allerdings nur Verzögerungen im Wellenlängenbereich, also Phasenverschiebungen erreichen.
Allerdings glaube ich auch dass Verzögerungen durch Ansteuerung mehrerer Laserdioden zeitversetzt realisiert wird, nämlich nur dann kann man im laufenden Betrieb auch darauf einfluss nehmen.
Gruß Tobias
und mit Prismenoptiken kannst weißes LIcht in seine Spektralfarben zerlegen auf Grund der unterschiedlichen Wellenlängen der einzelnen Spektralfarben und deren Brechungsverhalten an optischen Grenzflächen.
Nein, diese lambdateilerplättchen meine ich nicht, ich meine wirklich Laufzeitverzögerungskristalle. Klar, mit Prismen kann man auch weißes Licht aufgrund der unterschiedlichen Brechung der einzelnen Wellenlängen trennen, aber das Problem stellt sich beim Laserlicht nicht, da es nur eine einzige Wellenlänge gibt. Die Umlenkung von Laserstrahen mittels Prisma hat den Vorteil, dass man die Totalreflexion ausnutzen und so eine nahezu verlustlose Umlenkung erreichen kannst. Du kannst den Laserstrahl quasi beliebig oft umlenken und so eine optische Verzögerungsstrecke auf relativ kleinem Raum unterbringen.
Gruß Tobias
Ich finde es bewunderungswürdig mit welcher Hartnäckigkeit seit Jahren an dem Thema geforscht wird. Immerhin konnte man die Laser schon von der Größe einer mittleren Teekanne (je Zylinder) auf ein serientaugliches Maß verkleinern. Evtl. halten die Laser auch die machanische und termische Belastung im Motor schon für 100 km + x aus. Aber die optische Qualität zum Brennraum hin hat man bis auf weiters nicht im Griff. Mein Vorschlag (als absoluter Laie): Ein zweiter Laser im Laser, der die Linse freibruzzelt.
Das ganze könnte sich aber erledigt haben, da andere Zündsysteme, für künftige Magergemische geeignet ebenfalls in den Startlöchern stehen. Wie die hier:
http://www.federalmogul.com/.../CoronaZ%C3%BCndsystem_MTZ_62013.pdf
Zitat:
@isaucheinname schrieb am 4. November 2014 um 21:40:01 Uhr:
Ich finde es bewunderungswürdig mit welcher Hartnäckigkeit seit Jahren an dem Thema geforscht wird. Immerhin konnte man die Laser schon von der Größe einer mittleren Teekanne (je Zylinder) auf ein serientaugliches Maß verkleinern. Evtl. halten die Laser auch die machanische und termische Belastung im Motor schon für 100 km + x aus. Aber die optische Qualität zum Brennraum hin hat man bis auf weiters nicht im Griff. Mein Vorschlag (als absoluter Laie): Ein zweiter Laser im Laser, der die Linse freibruzzelt.Das ganze könnte sich aber erledigt haben, da andere Zündsysteme, für künftige Magergemische geeignet ebenfalls in den Startlöchern stehen. Wie die hier:
http://www.federalmogul.com/.../CoronaZ%C3%BCndsystem_MTZ_62013.pdf
Interessant zu lesen.
Nur wie der Schreiber des Berichtes selber schreibt, für die normalen PKW nicht geeignet (vermutlich wegen den Kosten), eher wohl für die Formel 1.
Das Thema heißt ja "Neue Zündsysteme".
Hier wird sich auf den Laser versteift.
Neue Zündsysteme für magere Gemische gibt es bereits.
Beru Hochfrequenz-Zündung.
http://www.beru.com/.../ecoflash-hochfrequenz-zuendung
Zitat:
@Ja-Ho schrieb am 4. November 2014 um 22:26:35 Uhr:
Das Thema heißt ja "Neue Zündsysteme".
Hier wird sich auf den Laser versteift.
Neue Zündsysteme für magere Gemische gibt es bereits.
Beru Hochfrequenz-Zündung.
http://www.beru.com/.../ecoflash-hochfrequenz-zuendung
Borg Warner ?? sind die das, die damals das Automatische Getriebe mit Drehmomentwandler eingeführt haben ?