Hyundai се бори за бъдещето на ДВГ със запалителни свещи 2 в 1

Новата запалителна свещ на Hyundai защитава бъдещето на двигателя с вътрешно горене. Новият интелигентен патент увеличава максимално използването на енергията в запалителните бобини на двигателя с вътрешно горене, като осигурява по-голяма ефективност и по-ниски емисии.

Въпреки че Hyundai е силно фокусиран върху развиващия се пазар на електрически превозни средства, радикалният нов дизайн на запалителната свещ на южнокорейския производител показва, че той също така иска да извлече по-голяма ефективност от двигателя с вътрешно горене. 

Според патент, открит от CarBuzz в Службата за патенти и търговски марки на САЩ (USPTO), инженерите на Hyundai са намерили много умен начин да извлекат още по-голяма ефективност от запалителните свещи на бензиновия двигател. На свой ред, това може да бъде ключът към запазването на двигателя с вътрешно горене от Hyundai за бъдещи N-модели като Elantra N.

Разбира се, идеята за двойно искрово запалване не е нещо ново, тъй като Alfa Romeo е пионер в тази област през 1914 г. Оттогава тя се използва от много други производители за подобряване на ефективността на горенето и постигане на по-чисти емисии на отработените газове. 

То дори ще се завърне в следващата еволюция на двигателя Skyactiv X на Mazda. Но единственото нещо, което обединява всички истински двигатели с двойно запалване в историята, е необходимостта от две запалителни свещи и две запалителни бобини.

Познаваме също така и многоконтактните запалителни свещи, при които многобройните заземяващи електроди могат да подобрят шансовете за успешно запалване, както и специалните конструкции на централните електроди с иглени накрайници или шлицови канали, за да се задоволят нуждите на специфичните конструкции на горивните камери. 

Но независимо от броя на заземените електроди или формата на централния електрод, ще има само една искра на събитие на запалване, защото толкова пъти се запалва бобината.

Този патент на Hyundai ще даде възможност за реално двуискрово запалване от една запалителна свещ и постига тази цел с помощта на наистина интелигентна мисъл. След като погледнали наново условията на напрежението във високоволтовата страна на запалителната бобина по време на искрово събитие, инженерите осъзнали, че в графиката на изходното напрежение има неизползван скок. Тогава ги обзело вдъхновение и те добавили втори централен електрод към една запалителна свещ, за да използват този допълнителен изходен импулс.

В настоящите системи за запалване искрата се задейства в запалителната бобина, когато блокът за управление на двигателя изключи първичната бобина. Когато на намотките на първичната намотка се подаде входен ток, тя генерира постоянно магнитно поле, което се предава на намотката на вторичната намотка чрез общата им феритна сърцевина. 

Това магнитно поле съхранява енергията, генерирана от първичната намотка, и когато първичната намотка се изключи, тази енергия се разтоварва през вторичната намотка, за да генерира високоволтова искра с положителен поляритет във върха на централния електрод.

Този разряд обаче е последван от отрицателен скок на напрежението веднага след това поради ефектите на магнитно закъснение във вторичната намотка. На практика намотките на вторичната намотка моментално сменят полярността си и създават възможност за второ искрово събитие, като генерират скок на напрежението, който е по-нисък от напрежението на заземяващия електрод на запалителната свещ.

Ток и напрежение за нова запалителна свещ, E = 32,6 mJ – лабораторни изпитвания (капацитет на искровия разряд)The influence of impurities on the operation of selected fuel ignition systems in combustion engines – Scientific Figure on ResearchGate.

Настоящите системи за запалване игнорират този отрицателен скок на напрежението, защото свещта е запалила и работата е свършена, но този патент на Hyundai показва, че е възможно да се генерира втора искра, като се използва и този скок с обратна полярност.

За да се осъществи това, запалителната свещ е преработена. Заземяващият електрод може да приема различни форми по сегашния начин, но към традиционния централен електрод се присъединява друг централен електрод.

Единият от двата електрода е традиционният положителен електрод и е свързан с едната страна на намотките на вторичната намотка. Вторият електрод е свързан към другия край на намотките на вторичната намотка. Двата централни електрода са капсулирани в един и същ изолиращ материал и двата се възпламеняват към външния заземителен електрод, който винаги е на референтното заземително напрежение на двигателя.

Когато се появи положителен скок на напрежението, положителният централен електрод запалва въздушно-горивната смес срещу заземения електрод по обичайния начин, а когато скоро след това се появи отрицателен скок на напрежението, той създава друга искра между отрицателния централен електрод и заземения електрод. Това е много проста техника за генериране на две последователни искри от една запалителна свещ и дори не се нуждае от специализирана система за управление, за да работи. Единствената разлика е, че от горната част на запалителната свещ стърчат два съединителя на централния електрод (един положителен и един отрицателен) вместо обичайния един.

Предимствата на това изобретение са многобройни и се въртят около допълнителната искра, която се добавя към събитието на запалване. Когато и двата централни електрода са подали искра към заземения електрод, те се обединяват и създават по-голям фронт на пламъка в горивната камера.

Това ускорява придвижването на пламъка, което води до по-бързо и по-пълно изгаряне на сместа въздух-гориво, което осигурява по-добра ефективност на преобразуване на енергията и намаляване на емисиите. Увеличената енергия в пламъка също така позволява на двигателя да работи с по-бедни въздушно-горивни смеси без риск от неправилно запалване, което ще подобри горивната ефективност и ще намали допълнително емисиите на отработени газове.

При използването на тази система подобренията в работата могат да бъдат достатъчно значителни, за да преминат гранични двигатели в зоната на свръхниските емисии, или пък могат да изчистят двигател, който иначе изобщо не би отговарял на стандартите за емисии. 

Най-голямото предимство на тази система, разбира се, е, че подобрената ефективност на горенето би трябвало да освободи и малко допълнителна производителност и за много водачи само това ще бъде достатъчна причина да приемат тази нова разработка.

А благодарение на друга нова разработка на Hyundai дори няма да се налага да се притеснявате за преждевременното износване на тези свещи, тъй като ще можете да го проверявате дистанционно.