超短脉冲激光有望降低汽车油耗

本文摘要：弗劳恩霍夫研究所（FraunhoferInstituteforMaterialandBeamTechnology）的工程师们正在用非同脉冲激光使发动机中产生十分细致、能增加摩擦的鱼骨图案，以期能构建减少汽车燃料消耗10％的目标。参予这项工作的弗劳恩霍夫电气工程师UdoKlotzbach估算，如果对内燃机中某些分开的部件展开这种处置，汽车可以节省百分之几的汽油或柴油。他回应：“如果我们也用它来加工普通轴承、滚动轴承和其他移动汽车部件，甚至可以使整车成本减少百分之十以上。

弗劳恩霍夫研究所（FraunhoferInstituteforMaterialandBeamTechnology）的工程师们正在用非同脉冲激光使发动机中产生十分细致、能增加摩擦的鱼骨图案，以期能构建减少汽车燃料消耗10％的目标。参予这项工作的弗劳恩霍夫电气工程师UdoKlotzbach估算，如果对内燃机中某些分开的部件展开这种处置，汽车可以节省百分之几的汽油或柴油。他回应：“如果我们也用它来加工普通轴承、滚动轴承和其他移动汽车部件，甚至可以使整车成本减少百分之十以上。

更加最重要的是，经过加工的部件平均寿命缩短了大约30％。”当汽车发动机里的活塞每分钟运动几千次时，它们与汽缸内壁的摩擦不会减缓活塞的速度，减少动能损耗，最后浪费了燃料。此外，小的材料损耗和变形不会随着时间推移逐步损毁引擎——直到经常出现“抱着缸”现象。

类似于的摩擦问题还经常出现在许多机器上，例如机车和铣床。即便是现代电动汽车，也不会因为电动机和其他运动部件的摩擦而浪费部分电量。预测表明，摩擦和涉及磨损消耗了德国年度经济生产量的2－7％。

尽管此类摩擦无法完全避免，但可以通过新技术必要减少摩擦带给的负面影响。例如，工程团队早已在活塞环上展开了抗摩擦技术测试，活塞环将发动机活塞像蜡封一样堵塞一起，以避免润滑油转入燃烧室。利用脉长很短、能量极高的激光脉冲，工程师们可以在活塞环上产生几微米的小洞，因此，在显微镜下看上去像排水沟或鱼骨的图案是肉眼无法察觉到的。

这些骨骼图案有两个功能：“一方面，它们增加了与气缸壁摩擦的面积，另一方面，这些地下通道将发动机润滑油必要输送到仅次于的摩擦损失的区域。”Klotzbach说明说道。在发动机运转时，油膜不会在油环和气缸内壁之间浮动。然而，激光必需在不产生锐利毛刺的情况下，以高精度的方式产生骨骼图案。

这就是为什么工程师们还在用于超短波脉冲激光器，这种激光器升空的光脉冲一般来说能持续500fs。换言之，一秒之内能产生两万亿次这样的脉冲。Klotzbach说明说道：“因为激光脉冲很短，因此会使材料再次发生热效应，会经常出现负面影响。

”与此同时，工程师们还减缓推展这项技术大规模生产应用于的速度。他们正在与汽车行业的合作伙伴一起推展测试进程，也在探寻微型图案在机械工程和运动设备上的应用于。

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