Rewolucja w sercu auta

Elektronika w samochodach to nie tylko procesory, komputery, czujniki, układy sterowania, ale także lasery

Aktualizacja: 25.04.2011 21:31 Publikacja: 25.04.2011 21:07

Silnik – serce auta przyszłości, takiego, jak ta propozycja prototypu Ferrari – będzie mógł mieć las

Silnik – serce auta przyszłości, takiego, jak ta propozycja prototypu Ferrari – będzie mógł mieć laser zamiast świec

Foto: The3DStudio

Samochody, jakie pojawiają się na rynku, mają coraz większą ilość elektronicznych gadżetów. Na przykład najnowszy Ford Focus ma system kontroli pasa ruchu i utrzymywania auta na pasie. Urządzenie monitoruje koncentrację kierowcy i samo rozpoznaje znaki drogowe!

Ciągle w fazie badań studyjnych, ale już działający jest system Forda, który pozwala "widzieć" to, co się dzieje 360 st. wokół auta. Kiedy czujnik wykryje np. samochód wjeżdżający na skrzyżowanie przy czerwonym świetle, ostrzeże kierowcę.

Volvo opracowało system, który pozwala kontrolować odległość, prędkość i kierunek aut podążających jedno za drugim, kopiując trasę prowadzonego przez kierowcę auta – przewodnika.

Przyspiesza i hamuje

Elektronika wkroczyła już na dobre do układów napędowych. Powstają liczne hybrydy, tj. auta napędzane silnikiem spalinowym wspomagane przez silniki elektryczne.

Taki system, zwany eAssist, opracował General Motors. Ma czuwać nad najbardziej ekonomicznym i najczystszym możliwym spalaniem paliwa. Modele 2013 roku, jak np. Chevrolet Malibu Eco, mają być oszczędne jak mniejsze kompakty.

Malibu będzie wyposażony w silnik benzynowy o pojemności 2,4 l i sześciobiegową skrzynię biegów. Dodatkowo będzie miał mały silnik elektryczny, do którego prąd dostarczy akumulator o napięciu 115 V. Silnik elektryczny wspomagać będzie spalinowy podczas przyśpieszania. To samo urządzenie pomagać będzie przy hamowaniu, doładowując jednocześnie akumulator.

Mimo postępu elektroniki silnik spalinowy pozostanie podstawowym napędem dla samochodu, ale i tu szykuje się rewolucja. Lasery mogą zastąpić świece zapłonowe, które bez większych zmian przetrwały 150 lat.

– Lasery mogą docierać swoją wiązką bezpośrednio tam, gdzie powinien następować zapłon mieszanki w cylindrze – powiedział Takunori Taira z Narodowego Instytutu Nauk Przyrodniczych w Okazaki w Japonii. – Bez niepotrzebnego schładzania płomienie rozchodzić się będą symetrycznie i do trzech razy szybciej niż te inicjowane przez świece.

Ogień z proszku

Proponowany przez Japończyków nowy rodzaj zapłonu przyczyni się do znacznej poprawy wydajności silników i ograniczenia szkodliwych substancji w spalinach. Świece zapłonowe wytwarzają iskrę przeskakującą między elektrodami, inicjują spalanie, ale nie całej mieszanki powietrzno-paliwowej. Powstają szkodliwe tlenki azotu. Dalsze obniżanie zawartości tych szkodliwych substancji w spalinach w silnikach ze świecami jest już niemożliwe.

Zastosowanie laserów, które mogą zapalać jednocześnie cały ładunek mieszanki w cylindrze, może tę wadę wyeliminować. Nikt nie był w stanie skonstruować tak małego lasera o dużej energii impulsu.

– W przeszłości lasery, które mogłyby spełnić takie wymagania, służyły do badań podstawowych, ponieważ były duże, mało wydajne i niestabilne – powiedział Takunori Taira. – Nie mogły być stosowane w silnikach samochodowych, bo zniszczyłyby każde włókno światłowodu, jakim dostarczany byłby promień lasera do cylindra.

Zespół zaprojektował laser skomponowany ze sproszkowanego materiału ceramicznego. Badacze zbudowali go z itru, aluminium i galu. Podzielili go na dwa segmenty. Do jednego dodali pierwiastek – neodym, drugi wzbogacili chromem. Powstał laser o średnicy 9 mm i 11 mm długości.

Zestaw wytwarza dwa promienie, które mogą wywołać zapłon paliwa w dwóch miejscach jednocześnie. W ten sposób płomień rozwija się szybciej i równomierniej niż w przypadku jednego płomienia. Trwają prace nad użyciem trzech wiązek i przygotowaniem urządzenia dla przemysłu we współpracy z firmą Denso Corporation.

Laser jest za słaby, aby zapalić mieszankę paliwową pojedynczym impulsem. Ale następujące po sobie impulsy trwające 800 pikosekund (pikosekunda – jedna bilionowa sekundy) zapewnią energię do całkowitego spalenia mieszanki.

Samochody, jakie pojawiają się na rynku, mają coraz większą ilość elektronicznych gadżetów. Na przykład najnowszy Ford Focus ma system kontroli pasa ruchu i utrzymywania auta na pasie. Urządzenie monitoruje koncentrację kierowcy i samo rozpoznaje znaki drogowe!

Ciągle w fazie badań studyjnych, ale już działający jest system Forda, który pozwala "widzieć" to, co się dzieje 360 st. wokół auta. Kiedy czujnik wykryje np. samochód wjeżdżający na skrzyżowanie przy czerwonym świetle, ostrzeże kierowcę.

Pozostało 86% artykułu
Materiał Promocyjny
Kod Innowacji - ruszył konkurs dla firm stawiających na nowe technologie w komunikacji z konsumentami
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Materiał Promocyjny
Polska na czele rewolucji technologii kwantowych
Nowe technologie
Niewykrywalny bombowiec strategiczny Sił Powietrznych USA odbył pierwszy lot
Nowe technologie
Co mówią kury? Naukowcy opracowali tłumacza, użyli sztucznej inteligencji
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Nowe technologie
Prof. Zybertowicz: AI może potraktować ludzkość jak budowniczy autostrad traktują mrowiska