В России появится керамический двигатель. Керамический двигатель википедия


Двигатель из керамики - Автомобильный портал iCarz

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.

В. АРКУША, инженер («За Рулем» №9, 1982)

www.icarz.ru

В России появится керамический двигатель

Он сделан с помощью дешевой безусадочной керамики

Он сделан с помощью дешевой безусадочной керамики ЗАО "Научно-инженерный центр "Керамические Тепловые Двигатели" им. А.М. Бойко (НИЦ КТД) заканчивает подготовку к испытаниям демонстрационного блока первого в России стационарного керамического газотурбинного двигателя.

Двигатель мощностью 2,5 МВт предназначен для газовой промышленности. Предполагается, что двигатель будет иметь КПД 43-43,5%. До сих пор стационарные газотурбинные двигатели отечественного производства имели КПД не более 33,5%. Как сообщил генеральный директор, генеральный конструктор ЗАО "Научно-инженерный центр "Керамические Тепловые Двигатели" Анатолий Сударев, фирма ведет работу над керамическим двигателем с 1988 г. и планирует к 2006-му испытать головной образец двигателя и запустить его в серийное производство. Заказчиком работ выступает ОАО "Газпром".

Снизили выхлопы В создание керамического двигателя ОАО "Газпром" вложило за 14 лет $16 млн. На завершение работ требуется еще $4 млн. Керамический двигатель ценен тем, что дает значительно меньше (в 2 раза и более) вредных выхлопов и имеет более высокий КПД. Планируется, что серийным изготовлением будет заниматься ЗАО "Научно-инженерный центр "Керамические Тепловые Двигатели" им. А.М. Бойко".

Без усадки Созданием керамического двигателя занимаются специалисты во всем мире. Так, в США в 1999 г. создан двигатель "Центавр 50с" мощностью 5 МВт, который установлен на опытно-промышленные испытания. КПД двигателя -- 33,5%. Японцы тоже завершили опытно-промышленные испытания керамического двигателя мощностью 300 кВт с КПД 42,3% и уже в 1999 г. начали создание более мощного керамического двигателя мощностью 8 МВт, первые испытания которого проведены в начале 2003 г. По словам Анатолия Сударева, принципиальное отличие отечественной разработки заключается в использовании нового керамического материала на базе нитрида алюминия, который не дает усадки во время спекания керамики. "Мы создали и внедрили новый вид керамики, который не имеет аналогов в мире. После обжига в печи она не дает усадку, как керамика, которая используется в импортных двигателях, -- после обжига она "садится" на 8-18% и требует последующей обработки алмазным инструментом. Мы создали технологию, которая позволяет получить конечное изделие без финишной механической обработки алмазным инструментом. Это позволяет значительно, примерно в 2-3 раза, снизить стоимость конечного изделия", -- отмечает Анатолий Сударев. Стоимость керамического двигателя не превысит стоимости обычного металлического двигателя и будет составлять около $400 за 1 кВт мощности. Таким образом, двигатель мощностью 2,5 МВт будет стоить $1,1 млн.

www.dp.ru

КЕРАМИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ - это... Что такое КЕРАМИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ?

 КЕРАМИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ

неправильное назв. адиабатного двигателя.

Большой энциклопедический политехнический словарь. 2004.

  • КЕРАМИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ
  • КЕРАМИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТОР

Смотреть что такое "КЕРАМИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ" в других словарях:

  • КЕРАМИКА ПРОМЫШЛЕННАЯ — изделия, получаемые путем спекания неорганических, неметаллических материалов и имеющие промышленное или техническое применение. Компонентами этих материалов обычно являются вещества с высокой температурой плавления или размягчения. Промышленную… …   Энциклопедия Кольера

  • Воронеж — Город Воронеж …   Википедия

  • Конденсатор электрический —         система из двух или более электродов (обкладок), разделённых диэлектриком (См. Диэлектрики), толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок; такая система электродов обладает взаимной электрической ёмкостью (См. Электрическая… …   Большая советская энциклопедия

  • Воронеж, губернский город Воронежской губернии — Город Воронеж Флаг Герб …   Википедия

  • Воронеж (город) — Город Воронеж Флаг Герб …   Википедия

  • ГОСТ 2601-84: Сварка металлов. Термины и определения основных понятий — Терминология ГОСТ 2601 84: Сварка металлов. Термины и определения основных понятий оригинал документа: 47. Cвapкa трением Сварка с применением давления, при которой нагрев осуществляется трением, вызванным относительным перемещением свариваемых… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Электровоз ЧС7 — ЧС7 ЧС7 096 …   Википедия

  • ЧС7 — ЧС7 …   Википедия

  • Commodore 64 — Тип Персональный компьютер Выпущен Август 1982 …   Википедия

  • С64 — Commodore 64 Тип Персональный компьютер Выпущен Август 1982 Выпускался по Апрель 1994 Процессор MOS Technology 6510 (0,9 или 1,023 МГц) …   Википедия

dic.academic.ru

Немного о керамических цилиндрах — бортжурнал Porsche 944 turbo 1986 года на DRIVE2

Не зря мотор называют сердцем авто. Когда мы смотрим на мощный автомобиль, первый вопрос возникает: "какая мощность, какой мотор". Подвеска, внешний вид, прочие навороты на втором плане. Мотор мы слышим, наслаждаемся его звуком, работой, мощностью. Кто собирает сам моторы, знает, что это ещё и вместилище души авто. Вот как он сделан, так машина и поедет.Многими зимними вечерами, когда машинка стоит в гараже и ждёт своего выезда по весне, хочется что-то улучшить, что-то изменить, не всегда правильно и верно получается, но это другой вопрос. Вот так и я что-то считал, вычислял, пытался улучшить и мне хотелось сделать самое-самое, что б ни у кого не было и машинке было лучше и ездила она быстрей. Волей случая, судьба свела меня с легендарной личностью Евгением Косматовым — 15ти! кратным чемпионом Советского Союза по мотогонкам, в классе колясок и шоссейных гонок, которые в 60х годах были популярны в СССР. Ещё тогда Косматов использовал на мотоциклах Урал необычные цилиндры, которые он называл керамическими, обладающие уникальными свойствами: температура плавления этого материала 1800 градусов, твёрдость на втором месте после алмаза, пористость, значит, не надо наносить риски на цилиндры, (которые всё равно невозможно нанести, если только алмазными брусками), они и так, как губка масло впитывают. Заинтересовавшись такой технологией, я упросил Косматова сделать керамические гильзы для мотора моего Порше.Прежде, чем решиться на такой эксперимент, я видел множество разобранных двигателей мотоциклов с керамикой, видел и неудачи, которые возникали вследствие внешних причин, например, песок в цилиндрах, но самим цилиндрам было всё нипочём, плавились поршни, оставляли "задиры" на стенках цилиндров, которые впоследствии оказывались не задирами и сплавом алюбминия от расплавленных поршней и после хонинговки мотор собирался вновь с новыми поршнями и мотик уезжал соревноваться дальше.Сам процесс описывать не могу, та как обещал Косматову не распространяться на тему этой технологии, но рядом, наблюдая за процессом находиться было страшно и не зря Евгений говорил, что бесполезно красть технологию без него самого. Только благодаря его золотым рукам, а он успел поработать лекальщиком на заводе, возможно было нанесение с последующей обработкой этого материала. Хочу добавить, что на притирку и выведение зеркала цилиндра уходила неделя-две многочасовых трудов каждый день алмазным хоном, который Евгений сделал своими руками. В результате, я получил четыре гильзы, три сухие, одну мокрую, почему так, это технические моменты, вряд ли кому будут интересны. керамические порты на ГБЦ, керамические днища поршней.Мой мотор не был первым, был уже один собранный мотор на Порше 944, который прошёл несколько тысяч, потом, был разобран и я, будучи свидетелем, был поражён состоянием поршней, цилиндров. А если учесть, что этот Порше выступал много раз на соревнованиях и его эксплуатировали в хвост и в гриву, такое состояние и качество было особо ценным для меня.В результате, собрав поршневую, колено крутилось оборот-два поле раскрутки руками за маховик, без головки, конечно. Результатом был доволен. Осталось собрать двигатель и обкатать его в реальных условиях.

www.drive2.ru