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混动汽车全铝发动机缸体内壁陶瓷化技术

成果类型:: 发明专利,实用新型专利,新技术

发布时间: 2023-09-24 15:42:28

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 关晓 | 2023-09-24 15:42:28

混合动力汽车要求发动机重量进一步减轻,三缸全铝发动机能够有效减小发动机的体积和重量,省油的同时也能为发动机舱留出更大的空间。铝合金具有质量轻、比强度高、易成型、导热性好及热膨胀性低等优点,发动机采用铝合金,可减低汽车自重,从而降低油耗,提高发动机效率和汽车的行驶性能。本技术针对全铝发动机缸体内壁陶瓷化设计成套生产线,在缸体内壁制备耐磨抗蚀陶瓷涂层,可显著提高铸铝发动机的服役寿命。陶瓷涂层的热障效应能够降低气缸内热量损失和发动机冷却的需求,从而提高发动机功率,降低排放量。同时,为了解决新型燃料乙醇汽油对缸体内壁造成较大腐蚀的难题,通过本技术在缸体内壁涂覆的抗腐蚀先进陶瓷涂层,可实现国家节能减排重大工程中醇醚燃料代油以及生物质柴油的目标。

混动汽车全铝发动机缸体内壁陶瓷化技术的技术亮点主要包括:实现发动机体积和重量的减小,同时提高发动机效率和汽车的行驶性能。在缸体内壁制备耐磨抗蚀陶瓷涂层,显著提高铸铝发动机的服役寿命,降低气缸内热量损失和发动机冷却需求,提高发动机功率,降低排放量。解决了新型燃料乙醇汽油对缸体内壁造成较大腐蚀的难题,实现国家节能减排重大工程中醇醚燃料代油以及生物质柴油的目标。与长城汽车股份有限公司开展合作,联合开发了高强度全铝发动机缸体,实现了压铸铝合金发动机缸体内壁的工业化PEO陶瓷层处理,获得了高速油润滑条件下摩擦系数为0.05的PEO涂层体系,降低了缸体/缸套对副的摩擦系数达50%。6小时的发动机性能检测台架试验结果显示,陶瓷层具有优异的耐磨损和耐腐蚀性能,功率高于原机13.6%,油耗低于原机下降5.7%,达到了项目的预期目标,为实现年产量40万件缸体陶瓷化工业化生产线应用奠定了基础。这些技术亮点显示出混动汽车全铝发动机缸体内壁陶瓷化技术的独特优势和巨大潜力,有望为交通行业节能减排和可持续发展提供重要的技术保障。

混动汽车全铝发动机缸体内壁陶瓷化技术应用前景广阔。

首先,混动汽车市场正在不断扩大,对发动机的要求也日益提高。全铝发动机缸体内壁陶瓷化技术针对这一问题,通过在缸体内壁制备耐磨抗蚀陶瓷涂层,显著提高了铸铝发动机的服役寿命,降低了气缸内热量损失和发动机冷却的需求,从而提高发动机功率,降低排放量。

此外,该技术还解决了新型燃料乙醇汽油对缸体内壁造成较大腐蚀的难题,通过在缸体内壁涂覆的抗腐蚀先进陶瓷涂层,实现了国家节能减排重大工程中醇醚燃料代油以及生物质柴油的目标。

该技术的应用领域也十分广泛,包括混动汽车发动机和三缸高强铝合金发动机等。不仅如此,其技术成熟度已达到中试阶段,应用案例也十分丰富。例如,与长城汽车股份有限公司开展合作,联合承担了题为《超强铝镁合金及涂层和其用于车缸体缸盖研究》的中加国际科技合作专项,攻克了一系列产业化应用的关键技术,实现了压铸铝合金发动机缸体内壁的工业化PEO陶瓷层处理,获得了高速油润滑条件下摩擦系数为0.05的PEO涂层体系,较缸体/缸套对副的摩擦系数降低达50%,6小时的发动机性能检测台架试验结果显示,陶瓷层具有优异的耐磨损和耐腐蚀性能,功率高于原机13.6%,油耗低于原机下降5.7%,达到了项目的预期目标。

因此,混动汽车全铝发动机缸体内壁陶瓷化技术具有很大的发展潜力,有望在未来得到更广泛的应用和推广。

这个团队是我国最早开展超燃冲压发动机研究的团队之一,已有核心研发人员10人,9名博士,其中正高级研究员2人,副高级研究员7人,平均年龄不到40岁,涵盖流体力学、工程热物理、燃烧学、物理化学、光学、机械工程等多个专业领域。在国家自然科学基金委、总装863、中科院知识创新工程、国家重点实验室以及国家重大专项等支持下,深入开展了碳氢燃料超声速燃烧与发动机主动冷却技术等研究,在加热/裂解燃料的流动、传热、燃烧及燃烧稳定性等方面取得了一系列的原创性成果。近年来,在科学院“战略性先导科技专项”等项目的支持下,开展了小型液氧煤油火箭发动机的研究工作。

混动汽车全铝发动机缸体内壁陶瓷化技术产生的效益主要包括以下几个方面:

  1. 提高发动机性能:通过在缸体内壁制备耐磨抗蚀陶瓷涂层,可以显著提高铸铝发动机的服役寿命,降低气缸内热量损失和发动机冷却的需求,从而提高发动机功率,降低排放量。
  2. 降低油耗:由于铝合金具有质量轻、比强度高、易成型、导热性好及热膨胀性低等优点,发动机采用铝合金,可减低汽车自重,从而降低油耗。通过陶瓷涂层的热障效应,能够进一步提高发动机效率,降低油耗。
  3. 节能减排:通过使用先进的陶瓷涂层,可以抵抗新型燃料乙醇汽油对缸体内壁造成的腐蚀,从而实现节能减排的重大工程目标。
  4. 技术创新:混动汽车全铝发动机缸体内壁陶瓷化技术的研发与应用,有助于推动相关领域的技术创新和产业升级,提高我国在汽车制造领域的整体竞争力。
  5. 实现可持续发展:通过混动汽车全铝发动机缸体内壁陶瓷化技术的应用,能够推动交通行业的节能减排和可持续发展战略的实施,为构建资源节约型、环境友好型社会作出积极贡献。

1. 向他人转让该科技成果。

2. 许可他人使用该科技成果。

3. 以该以该科技成果作价投资,折算股份或者出资比例。

4. 科技成果作为合作条件,与他人共同实施转化。

5. 其他协商确定的方式。