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舍弗勒集團成員公司之一FAG航空航天有限兩合公司開發(fā)出一款新型飛機發(fā)動機球軸承,重新定義了航空高速主軸軸承的性能極限。作為德國聯(lián)邦經濟事務和能源部航空研究項目下實施的合作項目“高效燃油系統(tǒng)”的一部分,F(xiàn)AG航空航天公司設計的這款發(fā)動機軸承首次超越400萬毫米每分鐘的速度指數(shù),且僅耗用最低限度的冷卻油量。在更高效的發(fā)動機發(fā)展過程中,該新型軸承象征著一次重大意義的技術飛躍,每年世界各地的客機可降低共達200,000噸的燃油消耗量。
這一球軸承已通過舍弗勒試驗臺驗證,其中試驗方案的要求(模擬飛行周期)在項目伙伴方德國MTU航空發(fā)動機公司的密切合作下進行了協(xié)調。
在相同油量下,新的冷卻設計對傳統(tǒng)軸承套圈的最大允許溫度成進行特定調整,這意味著以完全相同的軸承溫度和油量實現(xiàn)了近70%的更高速度指數(shù),因此盡管圓周速度更高,但仍可使用當前的材料和冷卻油。反過來,若速度指數(shù)保持不變且使用更少量的冷卻油,則軸承溫度將降低達25攝氏度,且功率損耗減少達25%。所有的這一切都提高了軸承的效率及可靠性。
該型飛機發(fā)動機軸承同時具有集成設計的油膜減震特征。此外,性能增強的“二次淬硬”滾道具有更強的魯棒性、強度及耐磨性,與此同時也降低了滾動接觸載荷。新型球軸承更高的效率及可靠性也歸因于外環(huán)的直接冷卻和幫助減少摩擦及重量的陶瓷球。在航空航天領域應用的軸承,即使在最嚴苛的工作條件下仍需具有最大可靠性。目前,在起飛初始階段,試驗中發(fā)動機軸承的速度指數(shù)可達240萬毫米每分鐘。然而,要滿足未來航空公司的需求以及環(huán)境與氣候保護立法中的約束條件,在未來20年,有關飛機發(fā)動機的機械效率和熱效率仍需取得進一步的提高。因此,軸承的速度與熱負荷能力需要增強,而要達到此目的,則要求具備新型材料、冷卻概念、生產制造與熱處理工藝,以及先進的計算與模擬方法。