亚琛应用技术大学研发等离子体火花塞 提升汽油发动机清洁性及效能

盖世汽车讯据外媒报道，亚琛应用技术大学（Aachen University of Applied Sciences）研发了一款全新的火花塞，其采用了等离子体（plasma）技术。

研究人员一直在钻研一个问题：若不采用气缸内燃烧的油气混合物，如何提升发动机的经济性。稀薄燃烧发动机（Lean engines）逐步走人研究人员视线，因为这类发动机的能效得到了提升，还拥有不少其他优点。

然而，问题在于点火困难：气体压力（gas pressure）和温度相当高，且稀混合气体（lean mixture）难以点燃，传统的电动火花塞（electric spark plug）难以被应用，因为随着压力的提升，磨损非常严重。有许多机构曾在该领域开展过相关研究，但纷纷以失败告终。

Heuermann教授提出了基于等离子体的火花塞技术。在物理学上，是一种由自由电子和带电离子为主要成分的物质形态，等离子体又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质。看似“神秘”的等离子体，其实是宇宙中一种常见的物质，在太阳、恒星、闪电中都存在等离子体，它占了整个宇宙的99%。若利用这类等离子体取代点火式火花塞，可通过点火时的粉紫色电压闪烁（火花颜色，pink-purple flicker）加以识别。

据Hermann教授透露，该研发的核心在于控制电子技术（control electronics），这类电子控制设备可确保实现微波波段（microwave spectrum）范围（2.45 GHz）内等离子产生器（plasma generation）所需的频率。Hermann教授表示：“在该该技术使得其频率是可变的，从而确保能达到最大程度的能量吸收（energy absorption）并提升等离子体生成的效能。在该微波频谱（microwave spectrum）范围内，研究团队采用的频宽约为80 MHz。该控制集成电路可测量实际信号，并将该数值与基准信号（reference signal）相比对，在反馈环路（feedback loop）中调节其频率。”

由于负载分布（load profile）均匀，可实现最佳的极限精益运营（极限稀薄燃烧，extreme lean operation）。在汽车发动机领域，其挑战在于速度和功率变化，需要使稀薄燃烧可适用于不同的工况。未来，该技术或将为所谓的“多燃料（multi-fuel）”方案（在同一发动机内使用多种不同的燃料）奠定基础。（本文图片选自eenewsautomotive.com）