Что такое керамический двигатель

Двигатель из керамики

Среди больших и малых сенсаций, ежедневно облетающих планету, сообщения о создании «керамического» двигателя не затерялись: ведь речь, похоже, шла о грядущей революции в мире моторов.

Местом ее рождения стала Япония. Сначала фирма НГК, известная производством свечей зажигания и изоляторов, объявила об успешных стендовых испытаниях 50-кубового двухтактного двигателя из керамических деталей. Почти в это же время на экранах телевизоров предстал японский автомобиль с трехцилиндровым «керамическим» двигателем. без системы охлаждения! Его «родители» — ведущая в своей области фирма «Киото керамике» и автомобильная компания «Исудзу» явно торопились обнародовать сенсацию. Правда, это был только макетный образец автомобиля, но он двигался! Сообщалось, что двигатель машины — дизельный, рабочим объемом 2800 см3 и мощностью 55 л. с./41 кВт. Фирма НГК между тем объявила, что вслед за 50-кубовым намерена изготовить 100-кубовый мотор для испытаний на мотоцикле.

Можно ли считать эти события рубежом, открывающим «керамическую» эру двигателя внутреннего сгорания (ДВС)? В поисках ответа мы попытались проанализировать информацию в зарубежной печати.

Отметим сразу, что при изготовлении транспортных двигателей традиционно используются разные металлы и их сплавы, технология обработки которых доведена до высокой степени совершенства. В силу этого, а также массового характера производства только весьма серьезные причины могут заинтересовать моторостроительные фирмы в использовании нетрадиционных материалов. Посмотрим с этих позиций на достоинства и перспективы керамики.

Основные ее преимущества — более высокая, чем у металлов и их сплавов, термостойкость и прочность на сжатие, лучше теплоизоляционные свойства, меньшая объемная масса. Как они влияют на важнейшие параметры ДВС?

Прежде всего, керамика, выдерживающая температуры порядка 1500°С (примерно на 600° выше, чем металл), позволяет действительно обойтись без системы охлаждения. А ее отсутствие не только существенно упрощает и облегчает двигатель, но, что важнее, позволяет намного сократить потери тепла, связанные с охлаждением деталей, и тем самым резко (на две трети) поднять термический КПД двигателя. Вспомним: у традиционного ДВС он составляет чуть больше 0,3, то есть только третья часть тепловой энергии, получаемой при сгорании топлива, преобразуется в полезную работу.

При работе без теплообмена с внешней средой термический КПД может достичь в перспективе 0,48, то есть возрасти на 60%. Излишне пояснять, сколь благоприятно это отразится на экономических характеристиках двигателя.

Повышенная температура поверхностей поршня и камеры сгорания и сама по себе создает лучшие условия для более полного и эффективного сгорания смеси. Отсюда — возможность применения обедненных смесей (а это дополнительный резерв экономии топлива), отсюда и более низкий уровень токсичности.

Такое достоинство керамики, как меньшая объемная масса, способствует облегчению силовой установки и уменьшению сил инерции ее движущихся частей.

И еще одно немаловажное обстоятельство. Моторостроение сегодня все острее сталкивается с проблемой дефицита и роста цен на такие металлы, как кобальт, никель, хром. Сырьем же для производства керамики служат широко распространенные в природе нерудные материалы — каолин, полевой шпат, кварцевый песок.

Список достоинств выглядит весьма внушительно. И чтобы не создать превратного впечатления о неограниченных возможностях керамики, пора вспомнить о ее недостатках. Главный из них — малая прочность на растяжение и изгиб. Прекрасно работающие на сжатие, керамические материалы крайне плохо противостоят этим видам нагрузки (что, кстати, заставляет весьма осторожно отнестись к сообщениям о полностью керамическом двигателе).

Здесь уместно сказать, что сообщения об успехах НГК и «Киото керамике» являются сенсацией лишь отчасти. Их заслуга — в попытке использовать керамику для деталей поршневого ДВС. Но еще раньше такой материал начали осваивать создатели газотурбинных двигателей, где вопрос о повышении рабочей температуры для обеспечения экономичности стоял куда острее. И пока, кстати, здесь не найдено сколько-нибудь обещающих решений.

Тем не менее перспектива применения керамики в ДВС, как поршневых, так и газотурбинных, представляется заманчивой. Для ее достижения некоторые фирмы (среди них «Форд» и «Фольксваген») избрали более доступный путь: использование керамики не взамен металла, а в сочетании с ним для изготовления именно тех деталей, где преимущества керамики наиболее ощутимы. Речь идет о теплоизолирующих вставках и пластинах для поршней, вставках для камер сгорания, направляющих втулок клапанов. Наряду с этим «Форд», исследуя возможность применения керамики в газовых турбинах, создал, например, керамический ротор для турбонагнетателя.

Сообщается, что основным применяемым здесь материалом является нитрид кремния. Детали из него можно изготовлять как горячим прессованием, так и спеканием Первый способ дает материал высокой плотности и прочности, однако механическая обработка его весьма затруднена. Материал же, получаемый при спекании, легче поддается обработке, и потому второй метод считают более перспективным.

Не стремясь, в отличие от японцев, привлечь к своей работе всеобщее внимание, довольно успешно экспериментирует с керамическими деталями (поршни, вставки в поршень и головку цилиндров) известная дизелестроительная фирма «Камминс» (США). «Скромность» ее легко объяснима: исследование свойств керамических деталей — составная часть долгосрочной программы по разработке адиабатического (неохлаждаемого) дизеля, предназначенного в первую очередь для автобронетанковой техники, которой оснащается армия США. Любопытно, что окончательно отработать основные детали двигателя — поршень, его теплоизолирующую вставку, головку цилиндров из керамики программой намечено в конце 80-х — начале 90-х годов.

Судя по всему, и от других фирм вряд ли можно ранее ожидать широкого применения керамических материалов для ДВС. Пройдет, видимо, еще немало лет прежде чем «керамический» двигатель станет реальностью.

РБК Компании

Полный каталог юридических лиц и товарных знаков

Что такое РБК Компании

Сведения из официальных открытых реестров.
Актуальные данные о действующих и ликвидированных организациях, брендах, товарных знаках.

Управление карточкой
компании для
владельцев

Добавьте контакты, описание, реквизиты к уже собранной информации из открытых источников: юр.адресу, именам учредителей, руководителей, бухгалтерской отчетности, кодам ОКВЭД.

Сотни компаний уже имеют представителя
на РБК Компании

Компания НСК работает в сфере проектирования и производства холодильного оборудования для коммерческого и промышленного холода.

Ассоциация операторов информационных систем и операторов обмена цифровых финансовых активов.

ПолимерАльянс — российская производственная компания. Основным направлением деятельности является производство термоэластопластов

Технологический партнер в области разработки, поддержки и развития высоконагруженных интернет-проектов национального масштаба.

Как стать представителем

Найдите свою организацию

В каталоге карточек РБК — по названию, ОГРН или ИНН

Верифицируйтесь на РБК

Подтвердите право управлять организацией доверенностью или оплатой по счету-оферте

Публикуйте информацию о своем бизнесе в авторитетном деловом СМИ для аудитории РБК

О РБК Компании

Проект РБК Компании объединяет информацию о юридических лицах, организациях, торговых марках и товарных знаках. Мы собираем данные из официальных государственных источников, делая их доступными и открытыми для любого пользователя. Наша основная цель — предоставление достоверных и объективных сведений о российских юр.лицах в понятном формате.

Преимущества

Возможность управлять деловой репутацией онлайн и сформировать имидж и положительное отношение к организации. Вы решаете, какую информацию видят партнеры и клиенты.

Компанию легко найти в поисковых системах и на РБК Компании. Уникальный URL-адрес на карточку часто выше официального сайта организации.

Минимизация рисков при проверке контрагентами. Проверяйте и редактируйте неактуальные сведения о бизнесе.

Задайте любой интересующий вопрос, и наша команда свяжется с вами в ближайшее время

Что такое керамический двигатель

11 октября 2017 г., AEX.RU – Американская компания GE Aviation совместно со специалистами Армии США завершили испытания первого прототипа нового газотурбинного двигателя, разработка которого ведется в рамках программы FATE (Future Affordable Turbine Engine, доступный газотурбинный двигатель будущего). Согласно сообщению американской компании, двигатель, в конструкции которого широко используются керамические матричные композиты, успешно прошел серию стендовых испытаний, включая отдельные проверки компрессора. Об этом пишет N+1.

В 2011 году американские военные объявили, что им необходимы новые газотурбинные двигатели, которые были бы экономичными в эксплуатации и относительно недорогими в производстве. Силовые установки планируется ставить на разные типы вертолетной техники. По оценке GE Aviation, использование керамики в конструкции перспективных двигателей позволит удешевить их производство за счет упрощения производственного цикла и снизить стоимость эксплуатации благодаря большему ресурсу керамических композитов по сравнению с традиционными материалами.

Керамические матричные композиты имеют широкий диапазон рабочих температур, причем детали, выполненные из таких материалов, могут нормально эксплуатироваться при гораздо больших температурах, чем обычные элементы из металлических сплавов. Это позволяет расширить и рабочий диапазон двигательной установки в целом. В силовых установках FATE керамические детали будут изготавливаются с помощью технологии трехмерной печати.

Согласно требованию военных, новые двигатели должны иметь на 80 процентов больше удельной мощности, чем современные силовые установки. Кроме того, удельное потребление топлива новыми двигателями должно быть меньше на 35 процентов, а расчетный ресурс — на 20 процентов больше. Наконец, расходы на производство и техническое обслуживание силовых установок проекта FATE должны быть меньше на 45 процентов. В GE Aviation полагают эти требования вполне выполнимыми.

Испытания первого прототипа двигателя проекта FATE начались осенью 2016 года. Двигатель прошел множество циклов запуска и остановки, его проверяли на возможность длительной работы. В ходе проверки разработчики следили за надежностью работы компрессора, камеры сгорания и турбины, причем эти элементы проверялись как в составе силовой установки, так и по отдельности на специальном стенде. Другие подробности о проведенных проверках не раскрываются.

Силовые установки проекта FATE будут выпускаться в нескольких вариантах. Они будут отличаться друг от друга размерами и мощностью. В зависимости от версии двигатели смогут развивать мощность от пяти до десяти тысяч лошадиных сил (3,7-7,4 тысячи киловатт). В первую очередь силовые установки проекта FATE рассматриваются в качестве замены двигателей T700 вертолетов AH-64 Apache и UH-60 Black Hawk. Двигатели T700 в нескольких десятках версий выпускаются с 1973 года и имеют мощность от 6,1 до 7,4 киловатт.

Использовать керамические матричные композиты в уже выпускаемых двигателях намерена американская компания Honeywell. Детали из этого материала, в частности, планируется использовать в силовых установках T55, устанавливаемых на тяжелые транспортные вертолеты CH-47 Chinook, и CTS800, при помощи которых летают многоцелевые вертолеты AW159 Wildcat. Из нового материала предполагается изготавливать конусы сопел выпускной системы двигателей. Кроме того, керамическим может быть сделан обтекатель турбины.

Что такое керамический двигатель

FORSAN nanoceramics® Pro –керамическое покрытие двигателей автомобилей

• Снижение расхода топлива и масла на угар на 5-15%
• Повышение надежности и снижение затрат на обслуживание
• Облегченный запуск двигателя в мороз
• Рост мощности двигателя
• Повышение и выравнивание компрессии в цилиндрах
• Уменьшение вредных выбросов в окружающую среду
• Увеличение стоимости автомобиля при его продаже

FORSANnanoceramics® Pro – надежность и экономичность Вашего автомобиля!

Эффективность FORSAN nanoceramics® становится еще выше, если у Вас:

В основе услуг и продуктов FORSAN nanoceramics® лежит технология создания металлокерамического покрытия на поверхностях пар трения машин и механизмов. Специально подготовленные нано- и микро-частицы керамики FORSAN покрывают детали двигателя, трансмиссии и редукторов автомобиля тончайшим керамическим слоем, образующим единое целое с металлической подложкой. В результате происходит не только выравнивание поверхности, и ее значительное укрепление, а также радикальное снижение потерь на трение. Дело в том, что нанокерамика прочнее металла в 3 раза, а коэффициент трения снижается в 200 раз! В результате применения керамики увеличивается ресурс деталей, сокращаются расходы на топливо и текущее обслуживание, а также улучшаются экологические показатели.

В результате обработки автомобиль становится более надежным и экономичным — значительно сокращаются затраты на топливо и ремонты (до 10-20%), а также продлевается ресурс ключевых агрегатов автомобиля – двигателя, коробки передач и трансмиссии. При обработке нового автомобиля технология позволяет надолго сохранить «молодость» мотора и КПП, а для автомобилей с пробегом – частично восстановить «юношеские» параметры. Кроме того, особое значение для многих российских потребителей также приобретает фактор облегченного пуска в мороз, а также сокращения расхода масла «на угар» в период между плановыми ТО.

Технология FORSAN nanoceramics® имеет все необходимые сертификаты качества и безопасности. Одобрена ведущими научно-исследовательскими организациями и награждена многочисленными дипломами, в том числе от Управления делами Президента РФ, Книги рекордов России.

Технология FORSAN nanoceramics® применяется ведущими российскими и международными компаниями, включая Роснефть, Лукойл, СУЭК, Балтийский флот, Росводоканал, Мострансавто, Московский метрополитен и многими другими.

Безопасность обработки подтверждена страховым полисом СК «Росгострах» на $25,000,000, а также рекомендациями ряда заводов-изготовителей.

Ярким подтверждением исключительной надежности и безопасности технологии служит также международный сертификат Морского Регистра Судоходства, позволяющий использовать технологию FORSAN nanoceramics® даже на судах в открытом море.

Более подробно узнать об услугах и привести свой автомобиль в порядок вы можете в детейлинг центре компании Тюнинг & Сервис в г.Уфа по адресу ул. Баязита Бикбая 3а.

ВНИМАНИЕ! ЭТУ УСЛУГУ ТАКЖЕ МОЖНО ЗАКАЗАТЬ НА ВЫЕЗД.

Доставка по городу Уфа осуществляется бесплатно. Наш специалист приедет по вашему адресу, проведет все необходимые процедуры, выпишет Гарантийный Сертификат.