不同輕量化材料在發(fā)動機零部件上的使用

在全球能源日趨緊張、環(huán)境壓力加劇的背景環(huán)境下，汽車輕量化已然成為未來發(fā)展的一大趨勢。研究結果表明，若汽車的整體質量每臺能減少100kg，則每百公里的燃油消耗可降低0.3～0.6L。此外，2020年達到5.0L/100km燃油消耗限值的壓迫，讓各主機廠發(fā)展汽車輕量化技術顯得更為迫切。而對于汽車最重要的總成部件——發(fā)動機來說，其自身重量的減輕對整個汽車輕量化所帶來的意義可謂舉足輕重。

論壇現(xiàn)場

近日，蓋世汽車記者有幸參加了在杭州舉辦的“2016車用材料技術創(chuàng)新與智能解決方案高峰論壇”，期間，聽取了吉利動力總成研究院項目組袁爽介紹的有關材料變更對于發(fā)動機的輕量化、成本及可靠性等來帶的綜合影響，受益匪淺。

吉利動力總成研究院B平臺項目組袁爽

輕量化材料的不同優(yōu)勢讓其“物盡其用，用得其所”

我們知道，實現(xiàn)汽車輕量化的手段主要有材料、結構和工藝三個方面。其中，輕量化材料的應用作為汽車輕量化最基礎、最核心的手段，廣受業(yè)界關注。常見的輕量化材料分為金屬和非金屬兩大陣營。金屬材料主要包括高強鋼、鋁合金、鎂合金、鈦合金等；非金屬材料包括工程塑料和復合材料等。正是以上輕質材料的出現(xiàn)，讓發(fā)動機的輕量化成為可能。但是，由眾多零部件組成的汽車發(fā)動機，各部件選用何種輕量化材料替代傳統(tǒng)材料又各有講究。

吉利動力總成研究院袁工程師介紹到，在發(fā)動機零部件中，為了有效地實現(xiàn)減重量、降成本的目的，進氣歧管、氣缸蓋罩（獨立）、皮帶傳動正時系統(tǒng)的正時罩蓋、正時鏈條張緊軌/導向軌等是應用非金屬材料程度較高的部件。而油底殼、正時鏈罩（濕式密封）應用非金屬材料的前景不大。

市場對非金屬平衡軸齒輪提出更高要求

以直列四缸機的平衡軸齒輪為例，對比金屬平衡軸齒輪面臨的諸多困境，非金屬平衡軸齒輪能有效的解決了一系列問題。因平衡軸的轉速要達到發(fā)動機自身轉速的2倍，齒輪傳動或者鏈條傳動的平衡軸均帶來很難克服的噪音，盡管各主機廠都在想方設法采用不同的傳動設計以最大程度應付噪音，但是效果都不甚理想，非金屬材料則有效解決了這一問題。此外，非金屬齒輪還具備可靠性好、極大簡化裝配精度、與金屬齒輪嚙合時無金屬敲擊聲等優(yōu)點。

對于非金屬平衡軸齒輪未來的市場預期，袁工程師指出，如果三缸機以及四缸機能在平衡軸齒輪成本上有大幅降低，應用前景將非常廣泛。除成本問題外，國內(nèi)客戶對NVH要求的不斷提高；三缸機本身空間曲拐的布置方式及振動情況不理想以及三缸機依然有不能克服的噪音等都對非金屬平衡軸齒輪提出了更高的要求。

總結：

吉利動力總成研究院袁爽最后強調，非金屬材料有其優(yōu)點，但也有不可避免的缺點，如由變形、剛度問題所帶來的三漏問題；發(fā)動機各部件在選用非金屬材料時要有明確的目的性，不可盲目跟從，汽車輕量化必須在保證汽車的強度和安全性能的前提下實施；對于確認的成果，必須應用非金屬材料解決的問題，需要從成本下手，并提升可靠性，大面積推廣。如此，才能有效的減少燃料消耗，降低排氣污染。

關鍵詞：輕量化材料,發(fā)動機零部件