亞琛應用技術大學研發等離子體火花塞 提升汽油發動機清潔性及效能

蓋世汽車訊 據外媒報道，亞琛應用技術大學（Aachen University of Applied Sciences）研發了一款全新的火花塞，其採用了等離子體（plasma）技術。

研究人員一直在鑽研一個問題：若不採用氣缸內燃燒的油氣混合物，如何提升發動機的經濟性。稀薄燃燒發動機（Lean engines）逐步走人研究人員視線，因為這類發動機的能效得到了提升，還擁有不少其他優點。

然而，問題在於點火：氣體壓力（gas pressure）和溫度相當高，且稀混合氣體（lean mixture）難以點燃，傳統的電動火花塞（electric spark plug）難以被應用，因為隨著壓力的提升，磨損非常嚴重。有許多機構曾在該領域開展過相關研究，但紛紛以失敗告終。

Heuermann教授提出了基於等離子體的火花塞技術。在物理學上，是一種由自由電子和帶電離子為主要成分的物質形態，等離子體又叫做電漿，是由部分電子被剝奪後的原子及原子團被電離後產生的正負電子組成的離子化氣體狀物質。看似「神秘」的等離子體，其實是宇宙中一種常見的物質，在太陽、恆星、閃電中都存在等離子體，它佔了整個宇宙的99%。若利用這類等離子體取代點火式火花塞，可通過點火時的粉紫色電壓閃爍（火花顏色，pink-purple flicker）加以識別。

據Hermann教授透露，該研發的核心在於控制電子技術（control electronics），這類電子控制設備可確保實現微波波段（microwave spectrum）範圍（2.45 GHz）內等離子產生器（plasma generation）所需的頻率。Hermann教授表示：「在該該技術使得其頻率是可變的，從而確保能達到最大程度的能量吸收（energy absorption）並提升等離子體生成的效能。在該微波頻譜（microwave spectrum）範圍內，研究團隊採用的頻寬約為80 MHz。該控制集成電路可測量實際信號，並將該數值與基準信號（reference signal）相比對，在反饋環路（feedback loop）中調節其頻率。」

由於負載分布（load profile）均勻，可實現最佳的極限精益運營（極限稀薄燃燒，extreme lean operation）。在汽車發動機領域，其挑戰在於速度和功率變化，需要使稀薄燃燒可適用於不同的工況。未來，該技術或將為所謂的「多燃料（multi-fuel）」方案（在同一發動機內使用多種不同的燃料）奠定基礎。（本文圖片選自eenewsautomotive.com）

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