廉價雷射裝置有望取代汽車火花塞

自從汽車發明以來的150年間，火花塞的地位一直不可動搖，不過現在這種情況可能即將改變。研究人員表示，鐳射器有望取代汽車內部的火花塞，從而讓引擎更加環保。

在下個月即將於美國巴爾的摩召開的鐳射與電子光學會議(Conference on Lasers and Electro-Optics, CLEO 2011)上，來自羅馬尼亞和日本的研究人員將詳細報告他們的這一成果，即採用廉價的鐳射裝置可以實現汽車引擎氣缸內燃料-空氣混合體的點燃。

目前他們正在和火花塞的生產廠家進行協商，如果這一成果得以投入應用，它將有可能造成汽車引擎界的革命。

從理論上說，這種新方法可以實現更高效率的引燃，從而減少燃燒不完全造成的污染。火花塞只能在觸發器附近點燃燃料-空氣混合體，這會影響燃料的整體燃燒效率。火花塞還有一個最致命的缺點，那就是隨著使用年限的增加，其金屬表面會逐漸磨損。

在此之前也有很多研究人員嘗試過使用鐳射器代替火花塞，這是一個元老級的部件，自從150年前汽車出現以來，火花塞的地位一直不可動搖。

不幸的是，他們的研究都沒有取得成功。他們發現鐳射裝置太過笨重，效率低下並且很不穩定。

然而，來自日本和羅馬尼亞的工程師們相信他們已經找到了一種方法，可以集中兩到三束鐳射照射到引擎氣缸內不同的深度。這一進展增加了燃燒的完全度，並避免了磨損的問題。不過它也有缺點，那就是它需要很高的能量供給，以便產生鐳射。

來自日本岡山自然科學研究所的平等拓範 (Takunori Taira) 告訴BBC記者：“過去，鐳射的用途被局限在基礎科學研究領域，因為鐳射設備笨重，效率低下並且不夠穩定。並且它們不能遠離引擎，因為它們發出的強大光束將毀壞任何光纖，而這是是用於將光束傳遞至氣缸中的。”

而此次研究團隊嘗試開發出了一種陶瓷粉末鐳射器，其大小相當於一個火花塞，從而允許它嵌入汽缸中。這是一種設計獨特的鐳射裝置，它能以較低能級的鐳射為基礎產生高能鐳射束。

科學家們還發現，和一般用於產生高能鐳射的脆弱晶體不同，陶瓷更堅固，可以承受引擎內部的高熱環境。

他們目前正在與日本電裝株式會社(Denso)進行接觸，這是一家領先的汽車部件生產商。研究團隊希望借此使這項技術實現商業化。

中國經濟網 2011/04/29  晨風


相關連結

• Laser solution to damp spark plugs (Telegraph)
• Lasers could replace spark plugs in car engines (BBC)
• Laser Sparks Revolution in Internal Combustion Engine (CLEO 2011)