nieuws

Corona-ontsteking in plaats van Champion-bougies?

Techniek

Corona-ontsteking in plaats van Champion-bougies?

Federal Mogul, moederbedrijf van onder meer bougiemerk Champion, is hard bezig een nieuw soort ontsteking voor benzinemotoren klaar te stomen. Het heet ACIS, Advanced Corona Ignition System, en zou in motortests tot 10% brandstofbesparing hebben getoond. Daarnaast zijn er nog meer voordelen. Komt de bougie aan zijn einde?

De grap van corona-ontsteking is dat in de cilinder over een veel groter gebied een veel grotere energiehoeveelheid wordt toegevoerd. Een lucht/brandstofmengsel ontsteekt daarmee beter en verbrandt sneller.

Hoogfrekwente hoogspanning

Wat is dan een corona, en hoe maak je dat? Een corona is een elektrische ontlading die op het oog wel wat wegheeft van bliksem. Ook een bougievonk lijkt wel op een enkele bliksemschicht, maar een corona volgt net als de echte bliksem niet één pad, hij heeft vele vertakkingen.

Dat bereik je in een cilinder door hoogspanning in een hoge pulsfrekwentie aan te leggen. Er vormt zich dan een corona tussen de elektrode waar spanning op komt, en de cilinderwanden. Die elektrode komt in plaats van een gewone bougie.

Omdat er geen massa-elektrode aan deze ‘bougie’ zit springt niet op één plaats tussen twee elektrodes die dicht bijeen zijn een vonkje. Als het ware slaat de bliksem door de cilinderinhoud heen.

Schonere verbranding

Het laat zich raden dat een soort bliksem door de cilinder over een veel breder front de brandbare cilinderinhoud aansteekt. Er is wel veel energie nodig om die bliksem op te wekken. Maar dan zit er ook zomaar tienmaal zoveel energie in de corona, vergeleken met een gewone bougievonk.

Brandbaar mengsel zal door deze energierijke ontsteking een stuk makkelijker ontbranden. Dat vertaalt Federal Mogul praktisch in de mogelijkheid armere brandstofmengsels betrouwbaar aan te steken. Dus weinig benzine toevoeren, of veel meer uitlaatgas recirculeren.

Niet homogene, gelaagde mengsels met arme buitenkant en rijke kern worden beter aangestoken doordat de corona zich niet alleen tussen twee puntige elektrodes vormt.

Getest bij een klant

De corona-ontsteking past volgens Federal Mogul in dezelfde ruimte als een bougie en bobine ontsteking, vereist dus geen aangepaste motorbouw. Vandaar dat de nieuwe ontsteking makkelijk getest kon worden in een automotor, samen met een klant.

In een direct ingespoten 1.6 turbomotor leverde dat tot 10 % minder verbruik op. De snelheid van de verbranding zorgt ook voor minder NOx-vorming. Verder zou minder motorkoeling mogelijk zijn, snelle verbranding geeft minder tijd voor warmteoverdracht naar de cilinderwanden.

De ACIS-ontsteking is nog niet klaar, maar het feit dat Federal Mogul hem al laat zien toont dat men ervan uitgaat dat het systeem wel binnen redelijke termijn uitontwikkeld zal worden.

Eerdere wetenschappelijke onderzoeken wezen al op de voordelen die voor ACIS worden geclaimd. Als probleem werd alleen aangemerkt dat veel elektrische energie nodig is, en heel goede isolatie voor stroomleidingen en elektrodes. Anderzijds is er geen slijtage aan de ene elektrode per cilinder, zoals bij vonkoverslag.

Peter Fokker (Redactie AMT)

Reageer op dit artikel