Forskere kiggede ind i en fungerende forbrændingsmotor ved hjælp af en neutronaccelerator

Forskere fra De Forenede Stater er kommet med og vigtigst af alt implementeret i praksis en måde at studere en fungerende forbrændingsmotor bogstaveligt på atomniveau. For at gøre dette brugte de en kraftig neutronkilde og en specielt forberedt benzinmotor fra en generator.

En velkendt og samtidig ukendt forbrændingsmotor

ICE'er (interne forbrændingsmotorer) kan prale af en ret rig historie, og gennem deres næsten hundrede år gamle historie har de ændret sig meget. Men på trods af den akkumulerede erfaring er motorudviklingen i det 21. århundrede en hel hovedpine for en ingeniør.

Sagen er, at motordele udsættes for alle mulige belastningstyper (kompression, spænding, vibrationer osv.) Under drift. Så temperaturen i forbrændingsmotoren kan nå temmelig store værdier på 2200 grader Celsius, og trykket kan "springe" op til 25 atmosfærer med en hastighed på op til 500 atmosfærer pr. Sekund.

Måske er det vanskeligt at finde et mere tilgængeligt eksempel til udførelse af eksperimenter inden for materialevidenskab, og ingeniører fra Oak Ridge National Laboratory (ORNL) besluttede at bruge det.

Ingeniører har udviklet en metode til at studere de interne belastninger af interne dele direkte under drift.

Trods alt havde ingeniørerne ikke mulighed for at analysere enhedens funktion i realtid. I de fleste tilfælde blev metoden til at tage nøgleaflæsninger brugt og derefter yderligere modellering af processerne på en speciel computermodel.

Nyt eksperiment og dets resultater

Forskere i deres eksperiment besluttede at bruge Spallation Neutron Source (SNS), som er en af ​​de mest magtfulde i verdenen af ​​neutronkilder, som bogstaveligt talt giver mulighed for at belyse næsten ethvert materiale uden at beskadige det deres.

Og ved at fastsætte afbøjningen af ​​neutronstrålen direkte inde i objektet, der undersøges, er det muligt at studere materialets struktur på atomniveau.

Til eksperimenter blev en motor fra en Honda EU3000 benzingenerator valgt, og for at dræbe to fugle i én smag blev det besluttet at kontrollere det er ikke en standardmotor i drift, men dens moderniserede version, hvor topstykket er støbt af aluminium med tilsætning af cerium og magnesium.

For at placere motoren i et specielt kammer slap de desuden af ​​alt unødvendigt og for at minimere naturlig vibration, De blev stift fastgjort på en speciel ramme, og en elektrisk generator blev brugt som en last, ved hjælp af hvilken motorens belastning blev målt glat.

Men da vibrationerne blev fuldstændigt elimineret, viste det sig at være umuligt på selve motoren, en særlig nøjagtig accelerometer, og i stedet for at fokusere neutronstrålen rettet en præcisions lasersensor "dens blik" forskydning.

Efter alle de forberedende foranstaltninger undersøgte forskerne, hvordan motoren opfører sig i tomgang, med en belastning på 50%, derefter ved 80%, og i den sidste undersøgte de arbejdet med 100% belastning.

Som et resultat af dette eksperiment har forskere samlet det mest detaljerede kort over interne vibrationer i en kørende motor.

Forskerne var tilfredse med resultaterne af eksperimentet, og de planlægger at oprette et nyt kamera til at studere arbejdet i ægte tilstand. allerede større motorer, men dette kræver løsning af et stort antal både teknisk og software spørgsmål.

Forskere delte resultaterne af dette eksperiment på siderne i peer-reviewed journal fra US National Academy of Sciences (PNAS).

Hvis du kunne lide materialet, så bedøm artiklen og glem ikke at abonnere. Tak for din opmærksomhed!