سه شنبه, ۱ خرداد, ۱۴۰۳ / 21 May, 2024
انقلابی در موتورهای درونسوز با شمعهای لیزری
یش از ۱۵۰ سال است که شمع احتراق نیروبخش موتورهای درونسوز است. خودروسازان اینک یک گام به جایگزینکردن این تکنولوژی قدیمی و دیرپا با آتشزنههای لیزری نزدیکتر شدهاند که باعث میشود خودروهایی با کارایی بیشتر، صرفه اقتصادی بهتر و آلایندگی کمتر تولید شوند.
در گذشته لیزرها به قدر کافی قوی بودند تا مخلوط هوا- سوخت داخل موتور ماشین را مشتعل کنند؛ اما به قدری بزرگ بودند که نمیشد آنها را در قسمت جلوی ماشین و زیر کاپوت جا داد.
در کنفرانس امسال CLEO که اول تا ۶ می در بالتیمور برگزار شد، متخصصان ژاپنی اولین سیستم لیزری چندپرتویی که به قدر کافی کوچک است تا به سر سیلندر موتور ماشین پیچ شود را تشریح کردند.
به گفته تاکانوری تایرا از انستیتو ملی علوم طبیعی، این سیستم لیزری جدید از سرامیک ساخته شده و میتوان آن را به تعداد زیاد و قیمت ارزان تولید کرد. شمعهای فعلی اتومبیل، یکی از موانع بهینهسازی مصرف سوخت و کاهش انتشار اکسیدهای نیتروژن است.شمع آتشزنه موتور با ارسال یک جرقه ولتاژ بالای کوچک در فضای بین ۲ الکترود فلزی کار میکند. این جرقه باعث مشتعلشدن مخلوط هوا و سوخت داخل سیلندر و تولید انفجار کنترلشدهای میشود که بیستون را به تهسیلندر حرکت میدهد.
با این عمل قدرت لازم برای حرکت اتومبیل تولید میشود.اکسید نیتروژن یکی از فرآوردههای جنبی ناشی از احتراق است. چنانچه موتورها هوای بیشتری نسبت به سوخت بسوزانند، میزان اکسید نیتروژن تولید شده به شکل قابل توجهی کاهش مییابد.با افزایش انرژی شمعها میتوان مخلوط سوخت کمتری برای احتراق استفاده کرد؛ اما متاسفانه ولتاژ بالای لازم جهت افزایش انرژی شمع باعث فرسودهشدن سریع آن میشود و به لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست. در مقابل لیزرها که مخلوط هوا ـ سوخت را با انرژی نوری متمرکز منتقل میکنند، هیچ الکترودی نداشته و بنابراین از فرسودهشدن مصون میمانند.
همچنین لیزرها کارایی را افزایش میدهند. شمعهای کنونی دقیقا بالای سیلندر نصب شده و تنها مخلوط هوا ـ سوخت نزدیک به آنها را منتقل میکنند. بعلاوه فلزات نسبتا سرد مجاور الکترودها و دیواره سیلندر گرمای ناشی از احتراق را جذب کرده و باعث فروکشکردن شعله به محض افزایش حجم میشوند.لیزرها میتوانند پرتوهایشان را مستقیما در مرکز مخلوط هوا ـ سوخت متمرکز کرده و بدون فرونشاندن شعله آن را متقارن ساخته و سرعت ایجاد احتراق در آنها ۳ برابر شمعهای معمولی است.در مقایسه با شمعهای معمولی که بر حسب میلیثانیه انرژی خود را تزریق میکنند، لیزرها بر حسب نانوثانیه انرژی خود را تزریق میکنند. احتراق سریعتر بسیار مهم است. هرچه زمان احتراق کوتاهتر شود، احتراق کاراتر بوده و از لحاظ مصرف سوخت اقتصادیتر است.
البته ساخت لیزرهایی با این قدرت و اندازه کوچک سخت به نظر میرسد. برای احتراق مورد نظر لیزر با نور را با شدت حدود ۱۰۰ گیگاوات بر سانتیمتر مربع با پالسهای کوتاه ۱۰۰ میلیژول متمرکز کند. یک موتور اتومبیل تجاری اکنون به پالسهای ۶۰ هرتزی نیاز دارد.
محققان با ساخت لیزر پرتودوبل (لیزر با ۲ پرتو) عمل احتراق را با پالس ۱۰۰هرتزی آزمایش کردهاند. محققان به دنبال ساخت لیزری با ۳ پرتو هستند تا عمل احتراق سریعتر و یکنواختتر انجام شود. اگرچه سیستم احتراق لیزری هنوز روی اتومبیلهای ساخته شده توسط کارخانجات خودروسازی آزمایش نشده، اما امید زیادی به تولید آن میرود.
هماکنون محققان با کارخانه بزرگ DENSO تولیدکننده شمعهای اتومبیل و عضوی از گروه خودروسازی تویوتا کار میکنند.
Sciguru
مترجم: آتنا حسنآبادی
نمایندگی زیمنس ایران فروش PLC S71200/300/400/1500 | درایو …
دریافت خدمات پرستاری در منزل
پیچ و مهره پارس سهند
تعمیر جک پارکینگ
خرید بلیط هواپیما
سید ابراهیم رئیسی رئیس جمهور سقوط بالگرد رئیسی سیدابراهیم رئیسی رئیسی ایران سقوط بالگرد بالگرد تبریز دولت سیزدهم شهادت رئیسی شهادت سید ابراهیم رئیسی
تهران هواشناسی تعطیلی مدارس هلال احمر پلیس سردار رادان سیل قوه قضاییه شهرداری تهران سیل مشهد بارش باران آموزش و پرورش
پیام تسلیت یارانه چین بورس قیمت خودرو قیمت دلار خودرو دلار بازار خودرو قیمت طلا حقوق بازنشستگان ایران خودرو
شهید رئیسی لیلا حاتمی ابراهیم حاتمی کیا تلویزیون سینما هنرمندان سینمای ایران شعر وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی زری خوشکام نمایشگاه کتاب رسانه ملی
قرآن تجهیزات پزشکی
حسین امیرعبداللهیان سقوط بالگرد رئیس جمهور ترکیه روسیه اسرائیل آمریکا غزه فلسطین جنگ غزه حماس اوکراین ولادیمیر پوتین
فوتبال پرسپولیس استقلال لیگ برتر لیگ برتر ایران باشگاه پرسپولیس لیگ برتر انگلیس فدراسیون فوتبال منچسترسیتی تراکتور بازی باشگاه استقلال
هوش مصنوعی سامسونگ تبلیغات اپل موبایل نمایشگاه ایران هلث هواپیما اینترنت
رژیم غذایی خواب آلزایمر زیبایی استرس کاهش وزن طبیعت