Лазеры со сверхкороткими импульсами сокращают потребление топлива в двигателях и снижают их износ
Инженеры института материалов и лучевых технологий Фраунгофера (Fraunhofer IWS) используют лазеры со сверхкороткими импульсами для снижения расхода топлива автомобилей на 10 и более % за счёт уменьшения трения в двигателях (см.рисунок).
![](http://photonica.pro/wp-content/uploads/2018/12/1535538396760_PM-2018-09-fraunhoferiwspmizdpressefruehstueckmikrostrukturierun.jpg)
Ультракороткие лазерные импульсы, по технологии Fraunhofer IWS, создают микроузоры в деталях двигателя, например, в поршневых кольцах, и таким образом уменьшают трение, соответственно, снижая износ, и экономя топливо © Shutterstock/Fraunhofer IWS Дрезден
Ученые произвели оценку эффекта обработки отдельных деталей в двигателях внутреннего сгорания по данной технологии и возможность экономии бензина или дизельного топлива при эксплуатации автомобилей. «Если мы будем использовать эту технологию подшипников скольжения и качения, других движущихся частей транспортного средства, то мы можем достичь экономии даже в пределах двузначного процента».
Когда поршни в двигателе автомобиля двигаются вверх и вниз несколько тысяч раз в минуту, они трутся о внутренние стенки цилиндра. Это трение замедляет их, расходуя кинетическую энергию, и в конечном итоге — топливо. Кроме того, трение изнашивает кольца и повреждает двигатель, приводя к ремонту поршней.
Подобные проблемы трения возникают во многих машинах — например, в локомотивах и фрезерных станках. Даже современные электрические автомобили часть энергии их батарей тратят на трение в электродвигателях, а также в других двигающихся деталях. И хотя невозможно полностью избежать трения, имеется возможность уменьшить его. В качестве примера инженеры испытали свои технологии качения на поршневых кольцах, которые лучше удерживают масляную смазку поршней в камере сгорания.
С помощью лазеров, которые излучают очень короткие световые импульсы с высокой энергией, инженеры могут создавать небольшие микрометровые отверстия на поверхности поршневых колец. В результате создаются узоры, которые едва различимы невооруженным глазом, но выглядят как дренажные каналы под микроскопом. Эти каналы выполняют две функции: с одной стороны, они уменьшают площадь поверхности, которая трётся о стенку цилиндра, с другой — каналы обеспечивают поступление моторного масла в зоны, где обычно возникают наибольшие потери от трения. В результате, смазка присутствует между кольцом и внутренней стенки цилиндра во всё время работы двигателя.
Инженеры Fraunhofer IWS тестируют эту технологию совместно с партнерами из автомобильной промышленности. Они также изучают возможность её применения в машиностроении и спортивном оборудовании.
Fraunhofer IWS, Дрезден, Германия.
Подробнее см. на сайте: www.iws.fraunhofer.de
Отправить ответ
Оставьте первый комментарий!
Вы должны быть зарегистрированы чтобы оставить комментарий
Вы должны быть зарегистрированы чтобы оставить комментарий