在内燃机的百年发展中,不断有新技术应用上去,同时也有非常多老旧技术被厂商淘汰,在当下汽车厂商在动力总成上的主流技术发展趋于电气化方向,但是回归到内燃机本身,依旧是向着轻量化、小型化、简便化等趋势进发。


近年来汽车厂商受限于排放法规的限制,想方设法提升发动机的热效率和降低废气排放,而想要提升发动机的热效率,就要考虑到影响着燃油经济性和发动机动力性的重要因素。在影响着发动机提升热效率的一系列原因中,发动机内部的机械摩擦损耗就是阻止发动机热效率提升的一个关键制约因素。


在现今汽车厂商所推出的发动机基本上是采用铝合金作为缸体材质,但是铝作为一种相对活泼的金属,相比起铸铁在抗氧化性、强度、热衰退属性等方面都有所不及,为了能够保证发动机在长时间处于高温、高速、高压的环境下工作,基本上厂商都会采用铝合金缸体配上铁质气缸套的方案,使得发动机保障轻量化的同时也能满足发动机的耐用性和稳定性。


不过随着时代的进步、技术的发展和工艺的成熟,已经有大众、日产、福特、宝马、奔驰、保时捷等不少厂商开始宣布要采用气缸镜面涂层取代笨重的铁质缸体。


缸内镜面涂层技术是一种利用单丝旋转电弧技术在铝制发动机气缸内壁制备一层非常薄的耐磨金属涂层,使用称为等离子电弧工艺内壁喷涂技术(PTWA)进行涂覆,相比起以传统铁缸套2mm的壁厚(缸套不能做得太薄,太薄加工难度大,并且在安装过程中很容易失圆),一般的缸内镜面涂层厚度仅有缸套的十分之一,厚度仅为0.2~0.3mm。


厂商通过涂层技术给发动机气缸壁赋予镜子般的光洁度,可以减少活塞运转时产生的阻力(目前没有明确消息说,缸内镜面涂层技术的应用会不会改善烧机油的问题),这是使用镜面涂层技术最主要的目的,相比传统缸套发动机,镜面涂层技术使发动机摩擦降低了5%。


缸内镜面涂层技术这一种技术,也不算是什么高科技技术,早在上个世纪60年代就已经出现了,在90年代的时候就已经应用在赛车、高性能摩托车引擎上了。

不过由于成本问题、对缸体加工的高精度技术问题等方面原因,厂商也不敢保证涂层技术的寿命以及可控性,所以没办法在普通的乘用车上大规模应用,只有少部分不计成本的性能车商才会应用上这项技术。


如今汽车厂商之所以敢缸内镜面涂层种技术推到了市面上去,首先是在成本方面,随着工艺的不断进步和完善,成本和寿命自然得到了很好的控制。在成本寿命可控的前提条件下,缸内镜面涂层技术带来的优势自然也就是成为厂商无法拒绝的香饽饽。


当气缸采用了缸内镜面涂层技术之后,对发动机缸体最直接的影响就在于能够减少缸套的应用,缸体一体成型零部件更少,在缸体中布置冷却水道更自由,提升发动机冷却系统的性能。对汽油机而言,冷却性能上去之后,可以有效地减少发动机的爆震,实现更高的压缩比,提高了发动机的热效率,从而获得更好的燃油经济性和动力性,继而提升排放性能。

此外,当缸内镜面涂层取代了缸套之后,零部件少了,集成度高了,发动机的缸体体积能够做得更小,整机的整备重量更轻,这一点也是非常可取的。


在当前厂商开始慢慢大面积应用这一项缸内镜面涂层技术,在这种趋势下,市场上部分消费者似乎不是很愿意为这种新技术买单,毕竟缸内镜面涂层相比起传统的铸铁缸套,最为致命的缺点就是太薄了,在硬度、抗压、抗偏磨程度上相比起缸套都有着一定的差距。


随着用车周期的积累,一旦出现了发动机缸内涂层脱落现象,就很容易拉缸或者偏磨,发动机就很容易烧机油;当涂层脱落严重的时候,就不能像缸套发动机一样更换缸套,只能直接更换发动机了。

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