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美科研团队设计出节能高效的柔性活塞

时间:2019-06-18 来源:环球网

美国科研团队设计出一种使用柔性材料的新型“张力活塞”,动力是传统活塞的3倍以上,且最多可节能40%。这种柔性活塞有望为汽车发动机等系统的设计提供新思路。

  传统的活塞结构中,刚性的活塞紧贴在缸体内壁上前后运动,动力来自活塞两端液体或气体的压力差异,但活塞与缸体间的摩擦力常导致密闭性变差等问题,能耗和反应速度也受到影响。

  麻省理工学院和哈佛大学研究人员组成的团队在美国《先进功能材料》杂志上发表的一项新研究显示,研究人员将可压缩折叠的活塞结构置于密封的柔性膜中,以替代传统的刚性活塞,这种柔性活塞无需与缸体接触,从而消除了大量摩擦力。

  论文通讯作者之一、麻省理工学院和哈佛大学联合博士后研究员李曙光对新华社记者说,将这种柔性活塞放在注有液体或气体的缸体中,当膜外的液体或气体的压力增加时,柔性薄膜材料的张力会随之增加,将力直接传导到这种柔性活塞的可压缩骨架结构上,从而驱动缸体外的活塞杆运动。这种新型“张力活塞”结构可输出巨大的驱动力,数倍于传统活塞结构,能耗也更低。

  麻省理工学院电气工程和计算机科学教授丹妮拉·鲁斯说,这种表现更好的活塞有望从根本上改变汽车发动机、机械臂、起重机、减震器和采矿设备等系统的设计方式。

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