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什么是陶瓷轴承发动机 日本陶瓷轴承发动机历史

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-05-27  来源:轴承网  浏览次数:82
核心提示:从日本的70年代末到80年代初,当它们的航天飞机投入实际使用时,有一台引擎被称为未来发动机。航天飞机的表面覆盖有极其绝热的精
从日本的70年代末到80年代初,当它们的航天飞机投入实际使用时,有一台引擎被称为“未来发动机”。航天飞机的表面覆盖有极其绝热的精细陶瓷。“陶瓷发动机”诞生“如果你将这种材料用作汽车发动机,你可以提高效率”的故事。
什么是陶瓷轴承发动机你 日本陶瓷轴承发动机历史
 
到今天我依然没有听到过任何传言说陶瓷发动机会在那个“未来发动机”之后出现。说到今天的汽车发动机,铁,铝和镁仍然使用金属制造。是否出现了除金属以外的新发动机那?【这个作者就不太清楚了】
陶瓷轴承发动机故事一:
人类已经制造了超过3000年的钢铁。合金设备和设备现在安装在从月球表面到海底的各个地方。然而,Sanjay Correa和其他GE航空工程师确信“金属耗尽也是时间问题。”
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他们正在开发的新材料,即陶瓷基复合材料(CMCs),将从现在开始彻底改变从发电行业到航空业的所有领域,例如,比航空业的10年更强大将能够创造出高效的喷气发动机。
“这是向前迈出的一大步,”科雷亚说。通用电气本周宣布,该公司将在去年在北卡罗来纳州阿什维尔开设的美国第一家CMC工厂之后,在阿拉巴马州的亨茨维尔建造两座CMC工厂。它决定投资2亿美元(约合240亿日元)来建立CMC零件批量生产所需的供应链。
顾名思义,诸如CMC的“复合材料”通过组合不同的材料制成。熟悉的复合材料的一个例子是“混凝土”。 GE的CMC
是日本最初开始生产碳化硅的地方,它由嵌入碳化硅基质中的精细碳化硅纤维制成。这种碳化硅纤维的尺寸是人类头发的五分之一,并具有“商业秘密涂层”。
虽然它对三分之一的金属材料来说是轻质的,但它的耐热温度比金属材料高20%,并且它具有即使在很多合金开始熔化的高温下也能使用的性质。换句话说,它与金属一样坚固,比陶瓷更耐用。
日本是GE开始制造碳化硅过渡的第一个地方。2012年,它成立了NGS Advanced Fiber Co.,Ltd。(以下简称NGS),这是一家合资企业,由Nippon Carbon拥有50%,GE拥有25%,Saffron Group拥有25%。
决定在阿拉巴马州建造的两座工厂之一将成为美国第一家处理碳化硅纤维的工厂,不仅将向GE产品供应材料,还将向美国国防部供应材料。
另一家工厂将使用碳化硅纤维制造一种秘密CMC胶带,并将其用于位于北卡罗来纳州阿什维尔的GE CMC工厂,该工厂已在运营。
跨业务多样化技术和知识
GE的科学家们已经在CMC研究领域工作了20年。他们研究的“超级陶瓷”具有与金属相同的强度,但是它的重量的三分之一和非常轻。此外,耐热温度为2400华氏度,比现有技术的合金高500度。
这些特性不仅可以减轻部件的重量,而且还可以创造更强大和燃油效率更高的发动机,因为它比过去需要更少的冷却空气。Corea和他的团队确信使用CMC将使喷气发动机推力提高20%,到2020年将燃油消耗降低10%。
另一方面,CMC的大规模生产非常困难,并且直到最近它的使用仅限于航天工业和战斗机的排气系统。通用电气首次应用CMC不是一个高等级,而是一个实用的。
2000年,佛罗伦萨的石油和天然气业务部门开始使用CMC和功率为2兆瓦的燃气轮机并开始测试。在接下来的五年中,带有CMC护罩的涡轮机(确定进入机器热区的空气流动方向的特殊部件)继续运行数千小时而没有任何问题。
看到这一点的GE航空公司自2007年以来一直在特拉华州的精益实验室寻找将这项技术应用于喷气发动机的方法。这是一项旨在将技术和知识转移到GE骄傲的GE Store业务的努力。
CMC制造的静态部件已经投入实际使用,作为GE和Snekuma(Saffron集团)合资企业CFM International开发的下一代客机引擎“LEAP”,LEAP已收到订单或已获批准。销售的发动机数量超过9,500,订单价格超过1200亿美元。
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2015年,GE开始使用GE nx发动机测试CMC部件,该发动机也安装在许多波音梦想飞机(B787)上,并完成了GE最新大型发动机“GE9X”的技术瞄准。
对于CMC的需求将在2020年增长十倍。随着
这项技术的完成,GE9X发动机的风扇直径为11英尺(约3.4米),空气压缩比为60比1,是世界上最大且压缩率最高的飞机历史应该是引以为豪的喷气发动机。“我们预计到2020年底,当这些发动机的商业用途开始时,对CMC的需求将增长十倍,”Correa说。
减轻体重的协同作用是无法估量的。随着所有风扇叶片的重量减轻,镍合金涡轮盘也不必像以前那样坚固。
如果离心力减弱,轴承和其他部件可以减薄,并且发动机的进一步减轻重量将导致燃料消耗的大幅减少,这将带来巨大的经济和环境影响。
距离被视为一块铁块的飞机发动机将由陶瓷制成的那一天也不会太远。
陶瓷轴承发动机故事二:
说到陶瓷发动机最初是在美国军方开发的“隔热发动机”。开发的动机是消除油箱发动机的散热器,降低子弹飞行的风险,并在不使用稀有金属的情况下制造高性能发动机,稀有金属通常是在当时的年代生产的。
并且,根据具有低隔热和热膨胀的陶瓷(氮化硅)是最好的,并且在日本它已被强调为“陶瓷发动机”。
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陶瓷当然具有高隔热性和低热膨胀性,因此不需要冷却。但是,燃烧室内的表面不可避免地会变热。
然后会发生什么那?由于燃烧室的表面保持如此热,即使在进气过程中它也会燃烧起来,因此进气温度升高并发生热膨胀。该数量将降低进气效率。
另外,虽然不需要冷却成陶瓷发动机,但已经发现燃烧室中的高温导致排气变热,因此热损失不会减少。
如果燃烧温度高,则氮氧化物排放量将增加,这也将违背废气的净化。此外,结论是生产成本是严重的,至少对于汽车而言,开发出来的陶瓷轴承没有任何的意义。
在另一方面,混合动力系统通过恢复减速能量成功地提高了效率。
有许多“消失的技术”,如陶瓷发动机。
可以说,由汽车制造商开发的二冲程柴油发动机和马自达目前停产的旋转发动机已经消失。
技术不断暴露在发展竞争中,只有合适的人才能生存。
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混合动力汽车目前是日本的“胜利”,但如果页岩油革命大幅降低汽油价格,它可能会成为一种毫无意义的高成本产品,并可能消失。
在这种情况下,马自达宣布已经开发出一种实用的动力装置,它结合了汽油和柴油的优点,即“SKYACTIV X”,如果有内燃机的未来,它正在开发中。
既然电气化已经受到干扰,内燃机也迅速发展。可以说,将来宣布什么样的技术已进入一个有趣的时代。 
 
 
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