GE技术能减轻重量降低油耗减少排放精密齿轮

GE技术能减轻重量、降低油耗、减少排放

GE技术能减轻重量、降低油耗、减少排放 2011年12月04日 来源： 引擎制造商制造的新型引擎确实能与波音公司的更电动化、无引气系统构造相兼容，但这还不是他们成果的全部。他们还努力对引擎核心部分的空气动力和燃烧效率进行了优化。看看GEnx引擎，虽然这种引擎是在该公司GE90引擎的基础上建造而成，但在商务航空业它却具有几个技术“第一”。据GE Aviation公司GEnx引擎的一位总经理Melvyn Heard说，这种新型引擎的燃油效率比同等功率的CF6引擎提高15%以上。部分燃油效率的提高来自于与材料相关的重量降低。Heard说，GE的工程师们想法设法把每架飞机上的引擎和相关的硬件重量降低了大约800磅。该公司也同时优化了引擎核心部分的空气动力设计和燃烧效率。下面就进一步说说这三个方面的改进。复合材料节省重量和维修成本 带有复合材料风扇叶片的GE引擎已经在世界各地飞翔了十多年。但是在GEnx引擎上，该公司第一次决定，风扇外壳也采用复合材料。风扇外壳是A&P Technology 公司用环氧增强编织纤维材料制造而成的。Heard说，需要承载相当重量的风扇外壳要求有精细优化的纤维编织方向。“在商务航空业，这是唯一一种应用这种外壳的引擎，”Heard说，但他又补充说，类似的风扇外壳结构已经在军事应用领域得到证实。Heard说，复合材料的风扇外壳是大量减轻引擎相关重量的一个原因，每一引擎外壳节省的重量是350磅。据Heard说，一些重量的减少来自于这样一个事实：复合材料的风扇外壳非常坚固，足可以承纳骤然分离转动的风扇叶片，不再象铝制风扇外壳那样需要一个额外的凯夫拉尔纤维（kevlar）材料的包裹。但是降低重量并不是复合材料的唯一好处。这种材料还可以减少维修量。“复合材料摆脱了腐蚀问题，”Heard说。更充分的燃烧 GE公司还应用了过去十几年成熟起来的燃烧室技术。这种双环预混涡旋式喷射（TAPS）系统使用两个喷油嘴连接到燃料喷口上，在燃烧前把燃料和空气进行预混合。据Heard介绍，这种喷油嘴能喷出更加均匀和细密的油气混合，能以比以前设计更低的温度燃烧。这样做的一种结果就是大量减少了氮氧化物的排放。据Heard估计，GEnx引擎的氮氧化物排放量比相对应的CF6引擎低50%。其他种类的排放物以及微粒级别都有所下降。Heard说，双环预混涡旋式喷射系统也会带来维修方面的好处。“它能产生一个更均衡的温度曲线，这对引擎部件来说是一个比较有力的环境，”他说。空气动力和其他方面的改进 GEnx引擎也自始至终经历了空气动力方面的优化。Heard说，GEnx只有18片风扇叶片，是CF6引擎风扇叶片数量的一半。叶片形状的优化使数量的减少成为可能，而叶片的减少能协助改善引擎的噪音级别。GE公司在高压压缩机中使用了三个“叶盘”（blisks）。叶盘就是把风扇叶片和风扇圆盘整合成的一个整体部件。Heard说，这种整合即减轻了重量也降低了维修成本。最后要说的是，GEnx引擎还是该公司第一种利用反转轴来减少配件数量和重量的商务引擎。Heard说，这个设计决策使配件数量减少了10%。换句话说，GE“没有增加任何重量”就在GEnx引擎上把六级低压涡轮改进成七级设计，Heard说。(end)

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