Mokslininkai pažvelgė į veikiantį vidaus degimo variklį naudodami neutroninį greitintuvą

Mokslininkai iš JAV sugalvojo ir, svarbiausia, praktiškai įgyvendino būdą tirti veikiantį vidaus degimo variklį tiesiogine prasme atominiu lygmeniu. Norėdami tai padaryti, jie naudojo galingą neutronų šaltinį ir specialiai paruoštą benzininį variklį iš generatoriaus.

Gerai žinomas ir kartu nežinomas vidaus degimo variklis

ICE (vidaus degimo varikliai) gali pasigirti gana turtinga istorija, o per beveik šimtametę istoriją jie labai pasikeitė. Nepaisant sukauptos patirties, XXI amžiuje sukurti variklį yra visas galvos skausmas inžinieriui.

Reikalas tas, kad variklio dalys eksploatuojant patiria visas įmanomas apkrovas (suspaudimą, įtempimą, vibraciją ir kt.). Taigi temperatūra vidaus degimo variklyje gali pasiekti gana dideles 2200 laipsnių Celsijaus vertes, o slėgis gali „šokti“ iki 25 atmosferų greičiu iki 500 atmosferų per sekundę.

Galbūt sunku rasti prieinamesnį pavyzdį, kaip atlikti medžiagų mokslo eksperimentus, o Oak Ridge National Laboratory (ORNL) inžinieriai nusprendė jį naudoti.

Inžinieriai sukūrė metodiką, kaip tirti vidinių dalių vidinius įtempius tiesiogiai eksploatuojant.

Juk prieš tai inžinieriai neturėjo galimybės realiuoju laiku analizuoti agregato veikimo. Daugeliu atvejų buvo naudojamas klavišų nuskaitymo metodas, o vėliau procesų modeliavimas pagal specialų kompiuterio modelį.

Naujas eksperimentas ir jo rezultatai

Mokslininkai savo eksperimente nusprendė naudoti Spallation Neutron Source (SNS), kuris yra vienas iš galingiausių neutronų šaltinių pasaulį, kuris pažodžiui leidžia pažeisti praktiškai bet kokias medžiagas jų.

Užfiksavus neutrono pluošto deformaciją tiesiai tiriamo objekto viduje, galima ištirti medžiagos struktūrą atominiame lygmenyje.

Eksperimentams buvo pasirinktas „Honda EU3000“ benzininio generatoriaus variklis ir norint vienu akmeniu užmušti du paukščius, nuspręsta patikrinti tai nėra standartinis veikiantis variklis, bet modernizuota jo versija, kai cilindro galva yra išlieta iš aliuminio, pridedant cerio ir magnio.

Be to, norėdami įdėti variklį į specialią kamerą, jie atsikratė nereikalingų dalykų ir, norėdami kuo labiau sumažinti natūralią vibraciją, Jie buvo tvirtai pritvirtinti ant specialaus rėmo, o kaip apkrova buvo naudojamas elektrinis generatorius, kurio pagalba buvo sklandžiai matuojama variklio apkrova.

Bet kadangi vibracija buvo visiškai pašalinta, pačiam varikliui pasirodė neįmanoma, ypač tiksli akselerometrą, o užuot fokusavęs neutronų pluoštą, „žvilgsnį“ nukreipė tikslaus lazerio jutiklis poslinkis.

Atlikę visas parengiamuosius veiksmus, mokslininkai ištyrė, kaip variklis elgiasi tuščiąja eiga, kai jo apkrova yra 50%, tada - 80%, o galiausiai - tyrinėjo darbą esant 100% apkrovai.

Dėl šio eksperimento mokslininkai parengė išsamiausią veikiančių variklių vidinių vibracijų žemėlapį.

Mokslininkai buvo patenkinti eksperimento rezultatais ir planuoja sukurti naują fotoaparatą, kad būtų galima ištirti darbą realiuoju režimu. jau didesnių variklių, tačiau tam reikės išspręsti labai daug techninės ir programinės įrangos klausimų.

Mokslininkai šio eksperimento rezultatais pasidalijo recenzuojamo JAV nacionalinės mokslų akademijos (PNAS) žurnalo puslapiuose.

Jei jums patiko medžiaga, įvertinkite straipsnį ir nepamirškite užsiprenumeruoti. Ačiū už dėmesį!