Исследователи из Национальной лаборатории Ок-Ридж Министерства энергетики США (ORNL) создали передовые алюминиевые сплавы. Новые материалы могут позволить создавать более легкие двигатели для грузовиков, способные при этом работать при более высоких температурах.
Изображение: нейросеть qwen
Сплавы соответствуют высоким требованиям к прочности и долговечности нового двигателя средней грузоподъемности General Motors с низкой массой и высокой эффективностью (LMHE). Испытания показали улучшение топливной эффективности более чем на 10 процентов и снижение массы двигателя на 15 процентов по сравнению с традиционными конструкциями.
Двигатели коммерческих грузовиков (например, агрегаты в Chevrolet Silverado 3500 от GM) должны выдерживать большие нагрузки и длительную эксплуатацию. Традиционные материалы, способные выдерживать такие условия, имеют высокую плотность, что негативно сказывается на экономии топлива. Более легкие альтернативы часто выходят из строя при повышенных температурах и давлении высокопроизводительных двигателей.
Согласно пресс-релизу ORNL, новые сплавы решают эту проблему, обеспечивая как снижение массы, так и превосходные характеристики при высоких температурах. Исследователи протестировали два алюминиевых сплава. Один из них, литой ACMZ (AlCuMnZr), использовался для головок и блока цилиндров двигателя. Он обеспечивает высокую прочность при низкой стоимости, а также устойчивость к сильным температурам и механическим нагрузкам.
Второй, DuAlumin3D, — это сплав, который можно создать с помощью 3D-печати. Он разработан для поршней. Он сочетает в себе лёгкую конструкцию с тем, что, по словам ORNL, является самым прочным из известных сплавов алюминия.
Проект, возглавляемый GM, в котором участвовали ORNL и несколько поставщиков, прошёл строгие испытания на производительность и долговечность. Согласно пресс-релизу, в рамках сотрудничества были объединены материаловедение, передовые технологии производства, технология горения и вычислительное моделирование. Ускоренный подход ORNL к проектированию сплавов сокращает сроки от концепции до прототипа до двух-четырёх лет. Это значительное сокращение по сравнению с традиционными 10-15 годами.
