Керамический двигатель — это теоретический двигатель, изготовленный из технического керамического материала ( искусственной керамики , предназначенной для работы в экстремальных условиях). Этот двигатель был проверенной концепцией, популяризированной успешными исследованиями в начале 1980-х и 1990-х годов. В контролируемых лабораторных условиях керамические двигатели превосходили металлические двигатели по весу, эффективности и производительности. План полностью керамического двигателя рассматривался как следующее достижение в технологии двигателей будущего. Однако керамические двигатели не вышли на автомобильный рынок из-за производственных и экономических проблем. [1]
Исследования в области более эффективных дизельных двигателей проводились после энергетического кризиса 1970 года, что привело к появлению нового рынка экономичных автомобилей. Недавно разработанный газотурбинный двигатель обещал высокую тепловую эффективность, но нуждался в материале, способном выдерживать температуры 2500°F. Высокая температура не позволяла использовать легкодоступные материалы, такие как металлы, суперсплавы и углеродные композиты . В результате финансируемые государством исследовательские центры из США , Японии , Германии и Великобританииэкспериментировал с заменой металла новым керамическим материалом. Высокая термостойкость керамики помогла проложить путь к первому коммерческому использованию газотурбинных двигателей. Компания Nissan Motor Company Ltd. произвела Nissan Fairlady Z 200ZR (Z31) — автомобиль с керамическим турбонагнетателем (компонент двигателя, помогающий повысить энергоэффективность). Успехи газотурбинного двигателя привели к идее цельнокерамического двигателя. [2] [3]
Прогнозы для адиабатического турбокомпаундного двигателя (теоретического теплосберегающего двигателя) считались правдоподобными с использованием технического керамического материала. В технической статье 1987 года Роя Камо предсказывается, что массовое производство таких двигателей произойдет в 2000 году. Однако эти прогнозы основаны на убеждении, что керамика преодолеет «методологию проектирования, производственный процесс, стоимость обработки и контроль качества массового производства». необходимо для крупносерийного производства». [4]
В настоящее время идея цельнокерамического двигателя в массовом производстве нежизнеспособна. Большие керамические детали, такие как керамический блок двигателя , было бы сложно изготовить из-за хрупкости и жесткости керамики.
Керамические двигатели позволяют сжимать и расширять газы при экстремально высоких температурах без потери тепла или повреждения двигателя. [2]
В 1988 году Toyota представила свой керамический двигатель в линейке Toyota Crown . [6] Также к линейке Toyota GTV . [7]