2020年8月13日，瑞士沙特多夫 ——由德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)事務(wù)和能源部支持的LeiMot（輕型發(fā)動(dòng)機(jī)）研究項(xiàng)目現(xiàn)已進(jìn)入了最終的發(fā)動(dòng)機(jī)原型機(jī)階段。該項(xiàng)目吸引了多家汽車工業(yè)重量級(jí)公司參與，旨在通過(guò)新型材料為發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件減重，包括缸蓋和曲軸箱，最終有望將最新一代內(nèi)燃機(jī)重量減少30%。
該項(xiàng)目使用了纖維復(fù)合材料以及3D打印技術(shù)制成的部件替代傳統(tǒng)的金屬零部件，不僅減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)的總重量，同時(shí)也提高了運(yùn)行效率、運(yùn)行性能、熱管理能力，并且改善汽車噪聲、振動(dòng)和舒適性（NVH）。其中，頂尖發(fā)動(dòng)機(jī)工程技術(shù)公司FEV與聚合物密封技術(shù)公司德特威勒（Datwyler）聯(lián)合研發(fā)，為新型熱固性塑料蓋板設(shè)計(jì)了一個(gè)能夠最有效地阻隔流體和熱量的密封解決方案。這是聚合物零部件首次作為此用途使用。
通過(guò)LeiMot團(tuán)隊(duì)的初步模擬以及收到FEV的初始模擬數(shù)據(jù)之后，德特威勒進(jìn)行了進(jìn)一步的模擬試驗(yàn)，并且就零部件的幾何外形提出了一些建議，以改善密封件的性能。研發(fā)過(guò)程中需要審慎考慮很多因素，比如，聚合物零部件無(wú)法像全金屬設(shè)計(jì)一樣緊密固定，因此可能產(chǎn)生振動(dòng)的幾率更高等問(wèn)題。密封件必須能夠吸收可能產(chǎn)生的各種振動(dòng)，以免噪音過(guò)大或影響耐久性。德特威勒利用其材料學(xué)專業(yè)技術(shù)，確保選用的化合物在阻隔熱量及流體方面的性能得到優(yōu)化。由于此零部件在發(fā)動(dòng)機(jī)原型機(jī)上的位置特殊，因此對(duì)于性能的要求非常高。
德特威勒與FEV聯(lián)合研發(fā)熱固性塑料蓋板密封解決方案
該項(xiàng)目現(xiàn)已進(jìn)入最終的原型機(jī)階段，預(yù)計(jì)將于2021年年底前按計(jì)劃完成多達(dá)5臺(tái)完整原型機(jī)的生產(chǎn)。由于使用了復(fù)合材料零部件，內(nèi)燃機(jī)的重量有所減輕，這將直接在油耗和熱效率中得到體現(xiàn)。而對(duì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及熱固性蓋板等零部件解耦能力的提升也盡可能地減少了NVH相關(guān)問(wèn)題的出現(xiàn)。
德特威勒業(yè)務(wù)發(fā)展部主管 Andreas Minatti說(shuō)道：“盡管交通運(yùn)輸領(lǐng)域正在不斷向著電氣化的方向發(fā)展，但我們依然要記住，在未來(lái)許多年中內(nèi)燃機(jī)即便不占據(jù)主導(dǎo)地位，也仍將發(fā)揮重要作用。而也正是這一事實(shí)使得LeiMot項(xiàng)目如此激動(dòng)人心。我們很榮幸能有機(jī)會(huì)與FEV一起作出貢獻(xiàn)，同時(shí)也希望最終的結(jié)果能夠在全球范圍內(nèi)帶來(lái)深遠(yuǎn)的效益。”
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