辉门公司创新的 IROXTM 轴瓦可提高高功率发动机

发布时间:2012-04-18

辉门公司(NASDAQ: FDML)利用创新的聚合物涂层技术提升发动机轴瓦的性能,在承受高负荷运转引擎带来的机械负荷的同时,降低燃油消耗和二氧化碳排放。这项新技术被称为 IROX™,通过避免曲轴和轴瓦间金属直接接触所带来的损伤,解决混合动力发动机和今后使用启-停技术发动机反复启动所带来的润滑问题。 在许多极端应用条件下,如直喷发动机和使用启-停系统的发动机,预计IROX™轴瓦涂层可以使曲轴和轴瓦的寿命延长超过5倍。

“为了达到提高发动机效率的目的,曲轴轴瓦需要利用新的设计和新的材料来满足要求,”辉门公司轴瓦技术和创新副总裁,Michel Prefot 说,“满足要求的润滑需要在轴瓦和曲轴之间形成足够的油膜,来避免金属表面接触。为了降低燃油消耗和二氧化碳排放,推动发动机设计降低油膜厚度和大幅提高启动次数,而这将使轴瓦极易损坏。辉门公司创新的IROX™轴瓦涂层技术可以克服大部分新一代发动机将面临的许多与磨损有关挑战”

由于发动机利用涡轮增压技术在实现小型化的同时保证输出功率,因此轴瓦所承受的比压也随之增加。当混合动力发动机在发电工况,或者使用启-停策略的动力传动系统停止发动机转动时,曲轴转速将降为0 。没有转动,曲轴将直接与轴瓦接触,机油泵也停止供油,在发动机再次启动时,金属间互相接触将导致磨损。

启动时的润滑状态与高速高负荷运行时的润滑状态大相径庭。低速运转时,固体润滑剂或干性轴瓦材料均能有效阻止金属间的直接接触。这些常规的方法不适合高速运转条件,此时需要轴颈和轴瓦间存在足够的润滑剂供应。辉门公司的新系统综合了现有技术的长处,将聚合物涂层技术引入传统的金属轴瓦,整合了固体润滑剂和抗磨添加剂,生产出经济有效、耐用、随时可量产的解决方案。通过大量的研发工作定义并优化了许多关键参数,如:涂层厚度、基底材料特性、树脂粘结剂性能,固化条件和功能添加剂特性,并取得了多项专利技术。

IROX™轴瓦所具有的涂层以PAI 树脂为粘结剂,并在其中分散着大量添加剂。这些添加剂为最终的涂层提供了不同的性能,比如耐磨性、机械强度、导热性和嵌入性(安全包覆脱落磨粒的能力)。

试验结果显示其寿命大大超出传统轴瓦材料和竞争对手最先进的产品。“传统铝合金轴瓦在经过10万次启-停试验后出现严重磨损,”Prefot 说,“但是,新一代的发动机系统要求25 万到30 万次启-停循环,因此提出了更高的耐久性挑战。使用IROX ™涂层的轴瓦可以满足发动机反复启动的要求。在对比试验中,传统铝合金轴瓦有100 微米的磨损,无铅铜基轴瓦最大磨损达50 微米,而IROX ™轴瓦崭新如初,磨损仅为几个微米。”

辉门新型IROX ™涂层的另一个优势是改善了轴瓦适应性,其可增加轴瓦表面积,从而提高承载能力。这意味可满足由于使用增压技术而升高的轴瓦负荷,车辆制造商也可以使用低粘度润滑油(用于改善燃油经济)而不会增加发动机抱死的风险,这些优势对于低排放发动机的开发意义重大。

由于IROX ™轴瓦涂层优异的耐久性能,车辆制造商可以考虑使用更具成本优势的球墨铸铁曲轴,减少使用昂贵的锻钢曲轴。这样的兼容性同时也取消了对曲轴销和轴颈的硬化要求。由于车辆制造商致力于抵消由于采用诸如涡轮增压技术和直喷技术而带来的成本升高,任何可以降低基本零配件成本的举措都是受欢迎的。

IROX™涂层轴瓦是辉门公司无铅轴瓦系列的最新产品。“IROX™轴瓦涂层的问世是我们不断巩固我们作为世界领先发动机和变速器轴瓦制造商的最好例证。” 动力总成密封和轴承部高级副总裁Gerard Chochoy 说,“我们发现在汽车和其他许多应用领域都可以使用IROX™涂层来替代传统轴承。”

“我们相信IROX™涂层是一项改变游戏规则的技术,”Prefot 总结道, “提高燃油经济、降低二氧化碳排放,满足启-停技术和混合动力技术应用对发动机耐久性的挑战,支持高负荷、小尺寸化发动机的趋势,使使用更具成本优势的曲轴材料成为可能。”这种新型轴瓦的试生产已于2005年建成,批量生产线计划在明年建成。

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