文档介绍：内燃机陶瓷材料
简述:
内燃机在当今的应用十分广泛,是飞机,汽车,轮船等这些与我们生活密切相关的东西的主要动力装置。然而传统内燃机材料已不能满足需要,我们必须开发出新的材料来代替传统材料。
内燃机使用的材料:
传统材料——钢、铸铁、有色金属及其合金
陶瓷材料——主要是高温结构陶瓷材料
内燃机使用的陶瓷材料:
氧化物基的氧化铝( )、氧化锆( )
碳化物基的炭化硅( )、碳化钛( )
氮化物基的氮化硅( )等。
陶瓷材料的优点
隔热
氮化硅陶瓷材料制成的电热塞与金属电热塞的比较:
1)使用寿命更长是金属电热塞的10倍
2)通断电次数更是金属电热塞的30倍
3)升温快,温升更高。
正是陶瓷材料比金属材料温升更高因而把它应用在燃烧室上能提高壁温,促使燃料气化
陶瓷活塞的优点: 1)活塞顶陶瓷化可实现部分绝热,从而缩减冷却系统的容量和尺寸 2)降低高强化柴油机活塞的温度,有时可因而取消活塞的专门冷却。 3)改善排放和使用代用燃料。 另外:汽缸盖,汽缸套,派气管的陶瓷化可以抑制汽缸盖内部传热,降低发动机安装舱室温度,改善废气排放并对加速催化转化器的起动有利,并可简化发动机的结构切减轻重量。
主这要体现在配气机构、活塞环和轴承方面。
因为陶瓷表面十分的光洁和有润滑条件下,陶瓷挺柱和金属凸轮配对对凸轮磨损更小。
而提到活塞环,我们又看到了氮化硅的又一应用,它富有弹性,只是价格偏高。
金属轴承由于受燃油中硫份的腐蚀及停车时油膜不完整情况下机油中微细颗粒的磨粒作用,磨损十分大,而用陶瓷制造止推片及轴套,能大大降低磨损。
3 .过滤方面
由于当今世界都对大气污染十分的重视,而内燃机的废气排放又是一大污染源,所以内燃机废气排放净化问题十分重要。陶瓷材料在这方面的贡献主要体现在催化剂载体和颗粒过滤体方面。
催化剂载体分为:
金属蜂窝式载体——响应速度快、不易破碎、成
本高、热导性好、容易产生
热腐蚀。
陶瓷蜂窝式催化剂载体——主要是堇青石蜂窝陶
瓷其CO和HC的最高净
化率各为89%和88%。
陶瓷过滤体有三种形式
壁流式蜂窝过滤体——孔的两头交叉堵死排气穿过多孔性的孔壁排出,颗粒则被载留在孔壁上
绕线式过滤体——它由陶瓷细线绕在开有许多小孔的钢管外面而成
泡沫陶瓷暂且略过。
无论那种过滤体,在柴油机运行一段时间后都需要再生。
再生技术可分为两类
一类是外热源强行加热再生技术,包括大负荷再生法、进气节流再生法、喷油助燃再生法、电阻加热或电热塞引燃再生法、微波加热再生法等。
另一类是催化剂转化再生技术。微波加热是新出现的一种热再生技术它是利用微波所独具的选择加热特性快速加热微粒,使之燃烧,从而实现过滤体再生。
SiC泡沫陶瓷的特性参数:
1)化学成分:SiC50%~90%,其他成分( 等)占10%~50%.
2)物理性能:孔隙率75%~90%,~ ,常温耐压强度1~4MPa,吸水率<%,耐火度>1600 ,热震稳定性,风冷>15次,1200 ,水冷>6次。