不同轻量化材料在发动机零部件上的使用

在全球能源日趋紧张、环境压力加剧的背景环境下，汽车轻量化已然成为未来发展的一大趋势。研究结果表明，若汽车的整体质量每台能减少100kg，则每百公里的燃油消耗可降低0.3～0.6L。此外，2020年达到5.0L/100km燃油消耗限值的压迫，让各主机厂发展汽车轻量化技术显得更为迫切。而对于汽车最重要的总成部件——发动机来说，其自身重量的减轻对整个汽车轻量化所带来的意义可谓举足轻重。

论坛现场

近日，盖世汽车记者有幸参加了在杭州举办的“2016车用材料技术创新与智能解决方案高峰论坛”，期间，听取了吉利动力总成研究院项目组袁爽介绍的有关材料变更对于发动机的轻量化、成本及可靠性等来带的综合影响，受益匪浅。

吉利动力总成研究院B平台项目组袁爽

轻量化材料的不同优势让其“物尽其用，用得其所”

我们知道，实现汽车轻量化的手段主要有材料、结构和工艺三个方面。其中，轻量化材料的应用作为汽车轻量化最基础、最核心的手段，广受业界关注。常见的轻量化材料分为金属和非金属两大阵营。金属材料主要包括高强钢、铝合金、镁合金、钛合金等；非金属材料包括工程塑料和复合材料等。正是以上轻质材料的出现，让发动机的轻量化成为可能。但是，由众多零部件组成的汽车发动机，各部件选用何种轻量化材料替代传统材料又各有讲究。

吉利动力总成研究院袁工程师介绍到，在发动机零部件中，为了有效地实现减重量、降成本的目的，进气歧管、气缸盖罩（独立）、皮带传动正时系统的正时罩盖、正时链条张紧轨/导向轨等是应用非金属材料程度较高的部件。而油底壳、正时链罩（湿式密封）应用非金属材料的前景不大。

市场对非金属平衡轴齿轮提出更高要求

以直列四缸机的平衡轴齿轮为例，对比金属平衡轴齿轮面临的诸多困境，非金属平衡轴齿轮能有效的解决了一系列问题。因平衡轴的转速要达到发动机自身转速的2倍，齿轮传动或者链条传动的平衡轴均带来很难克服的噪音，尽管各主机厂都在想方设法采用不同的传动设计以最大程度应付噪音，但是效果都不甚理想，非金属材料则有效解决了这一问题。此外，非金属齿轮还具备可靠性好、极大简化装配精度、与金属齿轮啮合时无金属敲击声等优点。

对于非金属平衡轴齿轮未来的市场预期，袁工程师指出，如果三缸机以及四缸机能在平衡轴齿轮成本上有大幅降低，应用前景将非常广泛。除成本问题外，国内客户对NVH要求的不断提高；三缸机本身空间曲拐的布置方式及振动情况不理想以及三缸机依然有不能克服的噪音等都对非金属平衡轴齿轮提出了更高的要求。

总结：

吉利动力总成研究院袁爽最后强调，非金属材料有其优点，但也有不可避免的缺点，如由变形、刚度问题所带来的三漏问题；发动机各部件在选用非金属材料时要有明确的目的性，不可盲目跟从，汽车轻量化必须在保证汽车的强度和安全性能的前提下实施；对于确认的成果，必须应用非金属材料解决的问题，需要从成本下手，并提升可靠性，大面积推广。如此，才能有效的减少燃料消耗，降低排气污染。

关键词：轻量化材料,发动机零部件