江铃重卡必杀技:蠕墨铸铁发动机
来源:中国道路运输网 2017年9月5日14:35

  对于重型发动机的缸体缸盖材料,传统上都采用灰铁铸铁,灰铁材料的技术非常稳定和成熟,而成本又相对低廉。

  然而,随着科技的进步,人们的需求也在不断提高,人们对重型卡车的燃油经济性、动力性、排放性能、轻量化、大马力等诸多方面不断提出更高的要求。

  要提高发动机的性能并同时降低排放,主要途径是增大缸内爆发压力,但增大爆发压力会给发动机缸体带来额外的热负荷和机械负荷。传统的灰铸铁缸体缸盖材料在抗负荷方面存在着不足,成为制约发动机性能提升的瓶颈。

  为了进一步改善发动机性能,工程师们开始寻找高性能的替代材料,人们发现蠕墨铸铁是新一代高性能发动机最佳材料。蠕墨铸铁有着和灰铁铸铁相近的抗震性能、热导率及铸造性能,并且在以下三个关键性能上远超灰铁铸铁。

  1、高强度:蠕墨铸铁的抗拉强度比灰铁高75%以上,疲劳强度几乎是普通灰铁的2倍。采用蠕铁后,发动机的爆发压力可以显著提升,从而改善燃油经济性和动力性,降低排放。

  2、高刚性:蠕墨铸铁的刚度比灰铸铁高出45%,缸体缸盖采用蠕墨铸铁后,可以减少缸孔的变形量,降低机油消耗,并有效改善NVH性能。

  3、高耐磨性:在相同的磨损试验下,蠕墨铸铁的磨损量仅为灰铸铁45-%-60%,缸体采用蠕墨铸铁材料以后,可以采用无缸套设计,降低成本。

  然而,蠕墨铸铁的铸造实现起来并不容易。要保证发动机的良好质量,蠕铁缸体缸盖的关键部位必须要达成80%以上的蠕化率,传统的铸造技术很难稳定获得这样高的蠕化率。

  技术上的难题往往也是技术取得进步和发展的动力,在无数人几十年来持续不断的努力下,蠕墨铸铁的技术瓶颈逐渐被打破。到上世纪90年代,瑞典的Sintercast公司已经开发成功可以非常稳定获得高蠕化率的新型蠕铁生产技术。

  到了本世纪,蠕铁铸造在欧洲重型发动机上的运用已经相当普遍,其中曼、达夫、奔驰、沃尔沃、福特、卡特彼勒这些厂家已经批量地将蠕铁材料应用在缸体缸盖上。

  福特汽车一直是蠕墨铸铁技术的倡导者与先行者,在2016年底特律北美国际汽车博览会(NAIAS)上,福特与SinterCast合作的蠕墨铸铁柴油发动机在福特王牌车型F-150皮卡上高调亮相,2017款的F150皮卡车型将配备蠕墨铸铁缸体的3.6升V6涡轮增压柴油发动机和2.7升蠕墨铸铁EcoBoost汽油发动机。目前在欧洲及南美地区销售的福特Cargo重卡上搭载的EcoTorq发动机,使用的也是蠕墨铸铁材料。

  相较于国外的热火朝天,蠕墨铸铁在国内重型发动机上的应用起步较晚,目前国内主要重卡厂家对蠕墨铸铁发动机的开发还处于研究和试制阶段,大规模批量生产的不多。

  作为福特在华的合资企业江铃汽车,充分利用福特的技术优势,一出手就是大手笔,从福特拿过来的高性能9L/13L Ecotorq蠕铁缸体缸盖的重型发动机。

  为了攻克缸体缸盖蠕铁制造的技术难题,江铃引进了国际上最先进的瑞典SinterCast蠕特制造技术,再加以消化和吸收,最后形成了自己的核心竞争力。江铃的科研团队经过两年多的努力,先后获得了1项国家级发明专利和2项实用新型专利,目前江铃已经完全掌握了蠕铁生产和控制的核心技术,并开创了完全自主知识产权的JMC比对法蠕铁控制技术。

  江铃的重卡发动机的蠕铁缸体缸盖蠕化率能稳定达到80%以上,关键部分甚至高达95%。已经全部按照福特的开发流程和技术要求通过了各项零部件的DV试验、发动机台架和整车性能及耐久实验,2017年6月2日,江铃的重型发动机已经在太原发动机工厂正式下线,开始正式量产。

  江铃重卡的9L/13L蠕墨铸铁发动机的投产,结束了国内重卡发动机一直没有稳定蠕墨铸铁生产制造的局面,填补了国内重卡发动机金属材料应用中的一项技术空白。江铃重卡的蠕铁缸体也因此在第十四届中国国际铸造博览会上荣获铸造行业的最高荣誉—金奖。

  站在巨人肩膀上的江铃重卡发动机,一出生就具备众多优越的性能,在油耗和NVH方面具备非常强的优势。国内重卡行业正需要有这样后起之秀带来变局和创新,让我们对这款极具竞争力的产品拭目以待。

(责任编辑:魏美茹)
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