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更省油更强动力 陶瓷发动机中国造?!

2018年09月28日 10:43:11
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原标题:更省油更强动力 陶瓷发动机中国造?!

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说到发动机材质大家可能首先想到的都是铸铁或者铝。铝合金的耐温极限为350摄氏度,钢和铸铁为450摄氏度,目前,常规燃油发动机效率的提升已经遇到了瓶颈。特别是油耗问题,排放法规越来越苛刻,怎么做出更轻更省油的发动机是大家一直在研究的,找到瓶颈突破口迫在眉睫。

我们都知道发动机靠燃烧燃油释放热能转变为膨胀气体来推动活塞做功。在这过程中,燃料的热能只有1/3左右推动活塞做功,绝大部分是从缸套把热能传递给了冷却液,再传递到空气中。期间的摩擦和传热损耗了大部分的能量,所以专业人士就研究出了陶瓷发动机,更轻更少摩擦更润滑。老司机们都知道,润滑,才是持久的基础。

嗯,说回正题,陶瓷发动机之所以特殊,主要的优点有:

1. 硬度高,耐热性好。一般金属的熔点为1400℃左右,而常规的陶瓷熔点在2000℃以上,高温影响物理性质变化比较小。陶瓷的硬度在1500HV以上,而一般的合成金属只有400HV左右。

2. 热效率提升。我们目前所知道的汽车发动机热效率最好的是丰田凯美瑞,它的热效率达到了惊人的41%,而如果用陶瓷材料制作活塞,连杆,缸套,缸盖等重要零件,会让发动机的热效率得到极大的提升。

3. 对燃油质量要求低。陶瓷密度小,质量轻,并且在高温下不易氧化,拥有很好的抗腐蚀性,所以说对燃油的要求就不那么高了,也不容易烧机油!

4. 减轻发动机质量。陶瓷可以从两个方面减轻发动机质量,一是其质量轻,二是由于陶瓷在1400摄氏度左右工作时可以保持稳定,从而就不需要庞大的发动机冷却系统,光这一点就可以减少发动机机体40%的重量。

5. 排放低。环保越来越重要,而陶瓷发动机的活塞工作温度可以提高到300摄氏度以上,可以很好的促进燃料与空气混合物的燃烧,同时使燃烧更加彻底,减少排放。那么陶瓷发动机那么好为什么不生产呢?因为脆!

新车出门过个槛,发动机就碎了,你着急不着急?不过目前通过纳米化可以让陶瓷拥有塑料一样的韧性,可以明显改善其强度、硬度以及抗疲劳破坏性。

另外,导热性不如金属发动机。现代发动机中常用的铝合金和钢虽然熔点低,但由于良好的导热性、冷却系统的存在、和峰值温度时间以毫秒计,金属也不会发生机械损坏。

在现代发动机的工作条件下,瞬时温度接近2000K,陶瓷虽然不会因此立刻发生机械损坏,但寿命也会收到影响,而且由于缸内高温难以除去会降低产能温差。

考虑到陶瓷良好的机械性能,大家当然不打算就这么放弃不用。所以现代发动机中陶瓷当然是有应用的,方法也很聪明:镀层。

在缸体和活塞的热接触表面上施加一层陶瓷,在关键部分获得陶瓷的性能同时完美地规避了陶瓷的第三个缺点:制造工艺较高。

一个字:费钱!

但中国在这方面也一直不会缺席!经过多年的技术攻坚与研发,内地研发团队掌握了发动机气缸等离子体陶瓷化处理的全套设备制造技术和关键工艺,成功地在发动机气缸上实现了陶瓷合金制造。

虽然制造工艺较高是个致命的问题,但陶瓷发动机会成为世界汽车研究的热点,纳米陶瓷技术在汽车中的运用会掀起一场汽车革命。

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