輝門鋁活塞首次應(yīng)用于BMW M550d xDrive 三渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)
導(dǎo)讀：車主指南整理了輝門鋁活塞首次應(yīng)用于BMW M550d xDrive 三渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)知識(shí)，解決車主在用車環(huán)節(jié)中遇到的困惑。
輝門公司 (NASDAQ:FDML) 開發(fā)出了能夠滿足高性能柴油發(fā)動(dòng)機(jī)使用要求的高強(qiáng)度、高耐熱性能的鋁活塞。BMW 率先在其3.0 升并配置了三個(gè)渦輪增壓器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(N57D30S1)中使用了此活塞，該發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率達(dá)到了 93kW/l (124bhp/l) ，是世界上動(dòng)力最強(qiáng)的輕型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
目前各個(gè)頂級汽車制造商都在開發(fā)更高性能的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，以提高動(dòng)力性能、減少二氧化碳排放和提高燃油經(jīng)濟(jì)性，但高于 90kW/l 的升功率輸出給活塞設(shè)計(jì)帶來了巨大挑戰(zhàn)。輝門動(dòng)力總成部技術(shù)和創(chuàng)新副總裁Gian Maria Olivetti 表示，“提高升功率輸出產(chǎn)生了更高的機(jī)械負(fù)荷和溫度，這讓活塞的散熱性與其強(qiáng)度變得同等重要。我們的鋁活塞可以在比以前更高的熱力和機(jī)械負(fù)荷工況下有效運(yùn)行，而不會(huì)有鋼活塞存在的發(fā)動(dòng)機(jī)油裂解和積碳形成的危險(xiǎn)。輝門利用自身的工藝和材料專業(yè)知識(shí)生產(chǎn)出具有較高耐久和熱力學(xué)性能的鋁活塞，從而滿足高性能柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的需要。這些改進(jìn)意味著鋁活塞在未來一段時(shí)期內(nèi)將繼續(xù)保持在輕型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。”
針對鋁活塞的一項(xiàng)創(chuàng)新性設(shè)計(jì)是輝門公司的 Durabowl® 工藝，其使得燃燒室喉口邊緣得到強(qiáng)化，從而可以承受更高的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷。提高位置的內(nèi)冷油道設(shè)計(jì)則改善了活塞的熱力學(xué)性能，而輝門研發(fā)的兩維 (2D) 超聲波檢測工藝對于該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)不可或缺。
輝門的 DuraBowl 工藝通過再次熔化活塞燃燒室喉口周圍的合金，使得鋁合金的金相組織更加細(xì)化從而提高材料的疲勞強(qiáng)度。為確保對關(guān)鍵參數(shù)的控制，每個(gè)燃燒室都使用公司專有的電渦流工藝來檢測金屬表面下的缺陷。
提高位置的內(nèi)冷油道技術(shù)使冷卻機(jī)油達(dá)到盡可能靠近活塞燃燒室的地方，以獲得最大的冷卻效果。輝門活塞產(chǎn)品設(shè)計(jì)總工程師Arnd Baberg先生表示：“冷卻液的作用使得活塞更耐久并減少了內(nèi)部摩擦。該技術(shù)對于幫助主機(jī)廠開發(fā)更高效、更加緊湊型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，從而改善燃油經(jīng)濟(jì)性和二氧化碳排放起著重要作用。”
要將內(nèi)冷油道布置在距離活塞喉口和燃燒室距離較近的地方，需要大幅提高鑄造工藝的精度和可靠性。輝門已經(jīng)研發(fā)了一項(xiàng)新的 2D 超聲波檢測技術(shù)，使得公司對鑄造工藝有了更深入的了解并實(shí)現(xiàn)對質(zhì)量更加嚴(yán)格的控制。
Baberg先生還表示：“標(biāo)準(zhǔn)的一維超聲波檢測技術(shù)可以檢測出缺陷但不能量化其尺寸和位置。” “輝門的 2D 超聲波工藝在 30 秒內(nèi)即可以提供 125,000 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。使用該技術(shù)，輝門工程師可以準(zhǔn)確判斷缺陷的尺寸和位置，為優(yōu)化鑄造工藝提供寶貴數(shù)據(jù)。這些非破壞性測試得出的詳細(xì)數(shù)據(jù)還保證了高精度產(chǎn)品成品零件的質(zhì)量一致性。”
輝門通過剖析幾百個(gè)活塞，然后比對超聲波檢測圖像與破壞性測試方法獲得的結(jié)果來驗(yàn)證該技術(shù)。經(jīng)過大量的研究輝門成功開發(fā)了相關(guān)應(yīng)用軟件并確定了許多關(guān)鍵實(shí)際參數(shù)（如探頭尺寸、波長、光束幾何和焦距）。
該新產(chǎn)品活塞由位于德國紐倫堡的輝門鋁活塞研發(fā)中心和工廠開發(fā)。公司生產(chǎn)各種輕型和重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)使用的鋼活塞和鋁活塞。
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