Des scientifiques se sont penchés sur un moteur à combustion interne en état de marche à l'aide d'un accélérateur de neutrons
Des scientifiques des États-Unis ont mis au point et, surtout, mis en œuvre dans la pratique un moyen d'étudier un moteur à combustion interne fonctionnant littéralement au niveau atomique. Pour ce faire, ils ont utilisé une puissante source de neutrons et un moteur à essence spécialement préparé à partir d'un générateur.
Un moteur à combustion interne familier mais inconnu
Les ICE (moteurs à combustion interne) ont une histoire assez riche, et au cours de leur histoire presque centenaire, ils ont beaucoup changé. Mais malgré l'expérience accumulée, le développement des moteurs au 21e siècle est un véritable casse-tête pour un ingénieur.
Le fait est que les pièces du moteur sont soumises à tous les types de charge possibles (compression, tension, vibration, etc.) pendant le fonctionnement. Ainsi, la température dans le moteur à combustion interne peut atteindre des valeurs assez importantes de 2200 degrés Celsius, et la pression peut «sauter» jusqu'à 25 atmosphères à une vitesse allant jusqu'à 500 atmosphères par seconde.
Il est peut-être difficile de trouver un exemple plus accessible pour mener des expériences en science des matériaux, et les ingénieurs d'Oak Ridge National Laboratory (ORNL) ont décidé de l'utiliser.
Les ingénieurs ont développé une méthodologie pour étudier les contraintes internes des pièces internes directement pendant le fonctionnement.
Après tout, avant cela, les ingénieurs n'avaient pas la possibilité d'analyser le fonctionnement de l'unité en temps réel. Dans la plupart des cas, la méthode de prise de lectures clés a été utilisée, puis une modélisation plus poussée des processus sur un modèle informatique spécial.
Nouvelle expérience et ses résultats
Les scientifiques de leur expérience ont décidé d'utiliser la Spallation Neutron Source (SNS), qui est l'une des plus puissantes au monde. le monde des sources de neutrons, qui permet, littéralement, d'éclairer pratiquement tous les matériaux sans endommager leur.
Et en fixant la déflexion du faisceau de neutrons directement à l'intérieur de l'objet étudié, il est possible d'étudier la structure du matériau au niveau atomique.
Pour les expériences, un moteur d'un générateur à essence Honda EU3000 a été choisi, et afin de faire d'une pierre deux coups, il a été décidé de vérifier ce n'est pas un moteur standard en fonctionnement, mais sa version modernisée, dans laquelle la culasse est moulée en aluminium avec l'ajout de cérium et de magnésium.
De plus, afin de placer le moteur dans une chambre spéciale, ils se sont débarrassés de tout ce qui était inutile et afin de minimiser les vibrations naturelles, Ils étaient fixés de manière rigide sur un châssis spécial et un générateur électrique était utilisé comme charge, à l'aide de laquelle la charge du moteur était mesurée en douceur.
Mais comme la vibration a été complètement éliminée, cela s'est avéré impossible sur le moteur lui-même, une précision particulièrement accéléromètre, et au lieu de focaliser le faisceau de neutrons, un capteur laser de précision dirigeait "son regard" déplacement.
Après toutes les mesures préparatoires, les scientifiques ont étudié le comportement du moteur au ralenti, avec une charge de 50%, puis à 80%, et au final ils ont étudié le travail à 100% de charge.
À la suite de cette expérience, les scientifiques ont compilé la carte la plus détaillée des vibrations internes d'un moteur en marche.
Les scientifiques ont été satisfaits des résultats de l'expérience et prévoient de créer une nouvelle caméra pour étudier le travail en mode réel. moteurs déjà plus gros, mais cela nécessitera de résoudre un grand nombre de problèmes techniques et logiciels des questions.
Les scientifiques ont partagé les résultats de cette expérience sur les pages de la revue à comité de lecture de la National Academy of Sciences (PNAS) des États-Unis.
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