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美科研團隊設計出節能高效的柔性活塞

2019-06-17    來源:新華社
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[ 導讀 ]:美國科研團隊設計出一種使用柔性材料的新型“張力活塞”,動力是傳統活塞的3倍以上,且最多可節能40%。這種柔性活塞有望為汽車發動機等系統的設計提供新思路。
美國科研團隊設計出一種使用柔性材料的新型“張力活塞”,動力是傳統活塞的3倍以上,且最多可節能40%。這種柔性活塞有望為汽車發動機等系統的設計提供新思路。

傳統的活塞結構中,剛性的活塞緊貼在缸體內壁上前后運動,動力來自活塞兩端液體或氣體的壓力差異,但活塞與缸體間的摩擦力常導致密閉性變差等問題,能耗和反應速度也受到影響。

麻省理工學院和哈佛大學研究人員組成的團隊在美國《先進功能材料》雜志上發表的一項新研究顯示,研究人員將可壓縮折疊的活塞結構置于密封的柔性膜中,以替代傳統的剛性活塞,這種柔性活塞無需與缸體接觸,從而消除了大量摩擦力。

論文通訊作者之一、麻省理工學院和哈佛大學聯合博士后研究員李曙光對新華社記者說,將這種柔性活塞放在注有液體或氣體的缸體中,當膜外的液體或氣體的壓力增加時,柔性薄膜材料的張力會隨之增加,將力直接傳導到這種柔性活塞的可壓縮骨架結構上,從而驅動缸體外的活塞桿運動。這種新型“張力活塞”結構可輸出巨大的驅動力,數倍于傳統活塞結構,能耗也更低。

麻省理工學院電氣工程和計算機科學教授丹妮拉·魯斯說,這種表現更好的活塞有望從根本上改變汽車發動機、機械臂、起重機、減震器和采礦設備等系統的設計方式。

 
關鍵詞: 節能高效 柔性活塞
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