-> Бизнес-идеи -> Виткин В.В.

Лазерное зажигание

Виткин Владимир Владимирович
v.v.v@bk.ru, Санкт-Петербург
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики

Цель проекта: Создание и внедрение в производство системы лазерного зажигания топливно-воздушной смеси в двигателях внутреннего сгорания автомобилей.

Задачи проекта:

• Определение технических требований к системе лазерного зажигания топливно-воздушной смеси в двигателях внутреннего сгорания автомобилей;

• Разработка оптической схемы системы лазерного зажигания топливно-воздушной смеси в двигателях внутреннего сгорания автомобилей;

• Изготовление стендовых макетов, испытания стендовых макетов;

• Изготовление опытных образцов, проведение испытаний в составе автомобиля, работающего на топливе стандарта «Евро-5»;

• Организация рекламной компании по привлечению внимания и популяризации свечи лазерного зажигания;

• Подготовка серийного производства. Выпуск установочной партии;

• Внедрение системы лазерного зажигания топливно-воздушной смеси в двигателях внутреннего сгорания автомобилей в автомобильную промышленность отечественного производства.

• Выход на мировой рынок;

Краткое описание проекта: Свечи зажигания являются одним из важнейших компонентов двигателя внутреннего сгорания, но традиционные электроискровые свечи зажигания имеют ряд недостатков: сравнительно небольшой срок службы, сбои при запуске двигателя в условиях холодной и влажной погоды, а также достаточно большое время до воспламенения топливно-воздушной смеси. Помимо этого, при переходе на экологические стандарты «Евро-5» и «Евро-6», регулирующие содержание вредных веществ в выхлопных газах, осуществлять воспламенение топливных компонент автомобильных ДВС традиционными свечами зажигания невозможно.

Для решения данной проблемы предлагается использовать лазерные свечи зажигания топливно-воздушной смеси в двигателях внутреннего сгорания автомобилей. Лазерное зажигание топливно-воздушной смеси не только повышает надежность поджига, но также снижает уровень потребления топлива и уменьшает выброс вредных веществ в атмосферу. Использование лазерной свечи зажигания позволяет перейти на экологический стандарт «Евро-5» без доработки автомобильного ДВС. Кроме того, разрабатываемая лазерная свеча зажигания будет иметь более высокую надежность срабатывания в условиях холодной и влажной погоды, по сравнению с традиционными свечами зажигания. Срок службы лазерной свечи зажигания составляет порядка 100 млн включений, что на несколько порядков превосходит ресурс электроискровых свечей зажигания.

Массогабаритные характеристики лазерной свечи зажигания не превышают аналогичные параметры традиционных свечей зажигания. Энергопотребление, требуемое для работы лазерной свечи зажигания значительно ниже, чем у традиционных свечей.

Кроме этого, возможно использовать рассеянное обратно излучение для анализа качества и состава топливно-воздушной смеси. Используя данную информацию можно варьировать комбинацию объемов воздуха и топлива для максимальной оптимизации работы двигателя, что позволит использовать в гибридных автомобилях различных сочетаний биотоплива.

Новизна проекта: В настоящие время во всем мире в автомобильной промышленности применяются электроискровые свечи зажигания. Известно, что за рубежом ведутся разработки по созданию лазерной свечи зажигания. Так в 2009 году инженеры из Ливерпульского университета совместно с Ford Motor Company получили грант от фонда Carbon Trust на разработку системы лазерного зажигания бензиновых ДВС. В 2011 году Mazda заявила, что в новых роторных двигателях будут применяться лазерные свечи зажигания, так как им не удалось добиться поджига электро-искровыми свечами зажигания топлива удовлетворяющего требованиям регулирующим уровень выбросов в атмосферу стандарта Euro-5. Единственным готовым исполнением лазерной свечи зажигания роторных двигателей является система HiPolas австрийского производства, цена которой составляет $50 000, что делает данную систему экономически непригодной к использованию. Информации о разработках Российской лазерной свечи зажигания не встречается.

Разрабатываемая система не имеет конкурентов на Российском рынке. За рубежом ведутся лишь научные разработки по созданию лазерной свечи зажигания, а готовый модуль зажигания HiPolas слишком дорог, чтобы организовать рентабельное производство. Поэтому, если оперативно реализовать данную идею, то можно осуществить внедрение данной системы в мировую автомобильную промышленность.

План реализации проекта:

• Проведение научно-исследовательской опытно-конструкторской работы по определению технических характеристик системы лазерного зажигания топливной смеси в двигателях внутреннего сгорания автомобилей – ВЫПОЛНЕНО;

• Создание стендового макета свечи лазерного зажигания. Испытание стендовых макетов лазерной свечи – ВЫПОЛНЕНО;

• Изготовление опытных образцов, проведение испытаний в составе автомобиля, работающего на топливе стандарта «Евро-5»;

• Организация рекламной компании свечи лазерного зажигания;

• Подготовка серийного производства - выпуск установочной партии;

• Внедрение системы лазерного зажигания топливной смеси в автомобильную промышленность отечественного производства;

• Вывод лазерной свечи зажигания на зарубежный рынок;

После успешных испытаний системы в составе автомобилей, работающих на топливе стандарта «Евро-5» и «Евро-6» будет организовываться серийное производство лазерной свечи с привлечением государственной поддержки.

Оценка рынка: Потенциальными потребителями лазерной свечи зажигания является вся отечественная и мировая автомобильная промышленность. В связи с отсутствием данной продукции на рынке, но острой потребностью в ней. Для перехода на экологический стандарт «Евро-5» и «Евро-6» необходимо использовать лазерные свечи зажигания.

Необходимый объем инвестиций: Необходимый объем инвестиций – 150 млн руб.

Сроки окупаемости проекта: 1,2 - 1,5 года

Дополнительная информация: Проведена научно-исследовательская работа по заказу ООО «Спектралазер» по разработке лазерной свечи зажигания, предназначенной для создания зоны воспламенение компонент топлива в соплах ракетных двигателей.

Создан стендовый макет свечи лазерного зажигания, на котором экспериментально продемонстрировано прямое лазерное воспламенение несамовоспламеняющихся топливных компонентов, как применяющихся в ракетных двигателях, так и топливных компонентов применяющихся в автомобилях.