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    日益嚴苛的(de)(de)排(pai)放法規給重(zhong)型發動機帶(dai)來(lai)(lai)了更(geng)高(gao)熱(re)負荷(he)(he)和機械負荷(he)(he)的(de)(de)挑戰，同(tong)時還需要適應燃燒系統和排(pai)氣系統技(ji)術改進所帶(dai)來(lai)(lai)的(de)(de)變化，實現廢熱(re)回(hui)收利(li)用并提高(gao)燃油經濟性。

    輝(hui)門(men)動(dong)力總(zong)成重(zhong)型(xing)車輛/能源(yuan)、工業及運輸活(huo)塞(sai)全球應用工程總(zong)監(jian)NorbertSchneider日前(qian)在上海舉辦的(de)(de)媒體溝通會上透露，輝(hui)門(men)動(dong)力總(zong)成已將其領先的(de)(de)Monosteel鋼活(huo)塞(sai)技(ji)術引入(ru)中國，以滿(man)足國五、國六排放(fang)法規下重(zhong)型(xing)柴油(you)機對性能卓越(yue)的(de)(de)活(huo)塞(sai)的(de)(de)需求。據稱，2017年Monosteel鋼活(huo)塞(sai)將在輝(hui)門(men)位于青島的(de)(de)活(huo)塞(sai)工廠批量生產(chan)。

    媒(mei)體(ti)溝通(tong)會上，NorbertSchneider針對鋼活(huo)塞的市場(chang)需求、關鍵技術、中國本(ben)土化進程等問題與蓋世汽(qi)車等國內(nei)主流(liu)汽(qi)車媒(mei)體(ti)進行了深入(ru)的溝通(tong)交(jiao)流(liu)。

    鋼活塞的“剛性”需求

    爆發壓力與發動(dong)(dong)機(ji)的(de)輸出功率、排放(fang)等關(guan)鍵(jian)指標直(zhi)接相關(guan)。NorbertSchneider列舉的(de)歐(ou)(ou)美(mei)(mei)國家(jia)“1960年(nian)(nian)(nian)(nian)-2020年(nian)(nian)(nian)(nian)重型柴(chai)油發動(dong)(dong)機(ji)爆發壓力趨勢”顯示：1961年(nian)(nian)(nian)(nian)，發動(dong)(dong)機(ji)爆發壓力只有(you)110bar，2000年(nian)(nian)(nian)(nian)上升到180bar，而(er)隨后(hou)幾年(nian)(nian)(nian)(nian)，爆發壓力加速(su)上升，目前已經達到240bar,預計(ji)2020年(nian)(nian)(nian)(nian)將(jiang)達到270bar。歐(ou)(ou)盟于2009年(nian)(nian)(nian)(nian)、2014年(nian)(nian)(nian)(nian)先后(hou)實施了歐(ou)(ou)五(wu)、歐(ou)(ou)六(liu)排放(fang)標準，而(er)據了解，歐(ou)(ou)美(mei)(mei)絕大部(bu)分重型柴(chai)油機(ji)都已經使用鋼活(huo)塞(sai)，輝門動(dong)(dong)力總成從2003年(nian)(nian)(nian)(nian)開始在(zai)歐(ou)(ou)美(mei)(mei)批量投產(chan)鋼活(huo)塞(sai)。

    NorbertSchneider進而分析(xi)，目(mu)前中國(guo)(guo)實(shi)(shi)(shi)施的是國(guo)(guo)四排(pai)放(fang)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)（部(bu)分城(cheng)市(shi)已實(shi)(shi)(shi)施國(guo)(guo)五(wu)(wu)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)），2017年7月(yue)起全國(guo)(guo)范圍實(shi)(shi)(shi)行國(guo)(guo)五(wu)(wu)排(pai)放(fang)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)，2020年將實(shi)(shi)(shi)施國(guo)(guo)六(liu)排(pai)放(fang)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)。國(guo)(guo)內(nei)重型(xing)柴油機的爆(bao)發壓力在(zai)國(guo)(guo)五(wu)(wu)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)實(shi)(shi)(shi)施時將達(da)(da)到180bar以上，屆時，鋼活(huo)塞(sai)的需求量會大幅增(zeng)加，市(shi)場爆(bao)發期則(ze)會隨著(zhu)國(guo)(guo)六(liu)排(pai)放(fang)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)的實(shi)(shi)(shi)施而到來，預計到2022年，鋼活(huo)塞(sai)的需求量將達(da)(da)到200萬(wan)只左右(you)。

    “Monosteel鋼活(huo)(huo)塞今年開(kai)始在(zai)中(zhong)(zhong)國(guo)的商用(yong)車應用(yong)。目(mu)前(qian)為止(zhi)，我(wo)們和(he)中(zhong)(zhong)國(guo)主機廠正(zheng)在(zai)開(kai)發的鋼活(huo)(huo)塞項目(mu)已有8個。在(zai)項目(mu)開(kai)發階段，Monosteel鋼活(huo)(huo)塞由北美工(gong)(gong)廠提供樣品(pin)件。第一(yi)個中(zhong)(zhong)國(guo)的批產項目(mu)暫時由歐(ou)洲(zhou)工(gong)(gong)廠提供支持。2017年，輝門青島(dao)活(huo)(huo)塞工(gong)(gong)廠將開(kai)始批量生產Monosteel鋼活(huo)(huo)塞。”NorbertSchneider向記者表(biao)示(shi)。

    鋼活塞較鋁活塞的優勢

    目前國內發動機大部分都(dou)是使用(yong)鋁(lv)活(huo)塞(sai)，那么鋼活(huo)塞(sai)和鋁(lv)活(huo)塞(sai)相比有什么優勢(shi)？

    “輝門動力總成(cheng)能夠做到活(huo)(huo)塞(sai)(sai)的(de)(de)總成(cheng)裝配（包括活(huo)(huo)塞(sai)(sai)銷）和傳統(tong)鋁活(huo)(huo)塞(sai)(sai)的(de)(de)重量相(xiang)當(dang)，甚(shen)至更(geng)輕，但是性能卻遠超鋁活(huo)(huo)塞(sai)(sai)。”NorbertSchneider對此解釋稱，“鋼(gang)(gang)的(de)(de)強度比鋁的(de)(de)強度高很多，在滿足(zu)相(xiang)同使用需求的(de)(de)情況下(xia)，鋼(gang)(gang)活(huo)(huo)塞(sai)(sai)的(de)(de)高度可以(yi)降低(di)(di)(di)，壁厚也可以(yi)很薄。這一(yi)點對主機(ji)廠來說非(fei)常(chang)重要，可以(yi)減(jian)輕發動機(ji)重量、節省(sheng)材(cai)料、降低(di)(di)(di)成(cheng)本。”NorbertSchneider說：“跟傳統(tong)鋁活(huo)(huo)塞(sai)(sai)相(xiang)比，輝門動力總成(cheng)的(de)(de)Monosteel鋼(gang)(gang)活(huo)(huo)塞(sai)(sai)高度可降低(di)(di)(di)30%，同時減(jian)少摩擦損失，降低(di)(di)(di)燃(ran)油(you)耗(hao)。參照歐洲的(de)(de)駕駛路(lu)況，最多可降低(di)(di)(di)1%的(de)(de)燃(ran)油(you)耗(hao)。”

    “鋁活塞(sai)和鋼活塞(sai)相(xiang)比(bi)，熱膨脹系(xi)數更高(gao)。所(suo)以，一旦發動(dong)機運行起來變熱了(le)，鋁活塞(sai)和缸套之間的間隙(xi)(xi)會非(fei)常(chang)小(xiao)，接近零，而鋼活塞(sai)可以保證比(bi)較(jiao)大的間隙(xi)(xi)。間隙(xi)(xi)小(xiao)會導(dao)致摩擦損失(shi)比(bi)較(jiao)高(gao)。僅僅是(shi)因為活塞(sai)跟缸套之間的間隙(xi)(xi)不(bu)同，Monosteel鋼活塞(sai)可以節省1%的燃油耗(hao)。”NorbertSchneider說。

    “鋼活(huo)塞(sai)可(ke)以(yi)承(cheng)受更高(gao)的(de)溫度和(he)更高(gao)的(de)爆發壓(ya)力(li)，可(ke)以(yi)讓發動(dong)(dong)機廠具備(bei)進一步提高(gao)發動(dong)(dong)機燃(ran)燒溫度和(he)燃(ran)燒壓(ya)力(li)的(de)條件，從而進一步降低燃(ran)油耗，這一點(dian)鋁活(huo)塞(sai)無(wu)法實現。”NorbertSchneider表(biao)示。

    滿足國六發動機需求的鋼活塞如何“煉”成？

    NorbertSchneider稱，中國(guo)即將實施的國(guo)五和(he)國(guo)六排放(fang)法規與歐五、歐六排放(fang)標準非常接(jie)近，經過了(le)歐洲和(he)北美市場(chang)長(chang)期、廣泛(fan)的應用驗(yan)證(zheng)，Monosteel鋼活塞同樣(yang)會非常適(shi)合于中國(guo)市場(chang)。

    NorbertSchneider介紹了Monosteel鋼(gang)活(huo)塞得以滿足(zu)國六發動(dong)機(ji)需(xu)求(qiu)的幾大關(guan)鍵技術和特性：

    雙摩(mo)擦焊(han)結(jie)(jie)構。這是Monosteel鋼活塞最關(guan)鍵的(de)特性，其同時具有內(nei)部和外(wai)部兩個摩(mo)擦焊(han)點，焊(han)接(jie)處材料承受了高溫和高壓(ya)作用、形成完美的(de)晶粒間的(de)結(jie)(jie)合(he)，不會降低結(jie)(jie)構強度，這使得Monosteel鋼活塞可(ke)以承受超(chao)過250bar的(de)爆發壓(ya)力(li)。

    大(da)型(xing)封閉式高(gao)置油道。發(fa)動(dong)機(ji)(ji)燃(ran)燒室的(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)導致活塞(sai)喉口區(qu)域溫(wen)(wen)度極高(gao)，這(zhe)是活塞(sai)面臨的(de)(de)一大(da)挑(tiao)戰。Monosteel鋼活塞(sai)設計了(le)一個封閉的(de)(de)、大(da)容(rong)量(liang)的(de)(de)、位(wei)置接近活塞(sai)喉部的(de)(de)機(ji)(ji)油冷(leng)卻(que)油道，從而保證這(zhe)個區(qu)域的(de)(de)溫(wen)(wen)度不(bu)會(hui)太高(gao)，使(shi)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)燃(ran)燒室可以(yi)提(ti)升(sheng)更高(gao)的(de)(de)溫(wen)(wen)度。

    全尺寸活塞(sai)裙部(bu)。相對較長的(de)(de)裙部(bu)能(neng)夠提高活塞(sai)運動過程(cheng)中的(de)(de)穩定性，減少(shao)二階(jie)運動的(de)(de)影響。由此可(ke)防止發(fa)(fa)動機(ji)缸套表(biao)面(mian)產生穴(xue)蝕(shi)，這也是重(zhong)型發(fa)(fa)動機(ji)上比較常見的(de)(de)失(shi)效種類。另(ling)外(wai)，Monosteel鋼活塞(sai)裙部(bu)采用EcoToughDiesel低(di)摩擦(ca)涂層(ceng)，并設計優化最佳裙部(bu)型線，顯著降(jiang)低(di)摩擦(ca)損失(shi)、提高耐(nai)磨損性，滿足重(zhong)型柴(chai)油(you)機(ji)100萬公里以(yi)上使用壽命(ming)的(de)(de)需求(qiu)。而(er)通過FEA計算對裙部(bu)型線優化幾微(wei)米(mi)，燃油(you)耗(hao)就可(ke)降(jiang)低(di)0.2%。

    質(zhi)量(liang)(liang)輕、壓縮高度(du)低。鋼活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)的(de)鋼性材質(zhi)使(shi)其較鋁活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)可以降低壓縮高度(du)，幫(bang)助發(fa)動機輕量(liang)(liang)化。另外，通常(chang)活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)只有(you)(you)三(san)道(dao)環(huan)(huan)(huan)(huan)槽——兩道(dao)氣(qi)環(huan)(huan)(huan)(huan)、一道(dao)油(you)(you)環(huan)(huan)(huan)(huan)，而Monosteel鋼活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)具有(you)(you)第(di)四(si)道(dao)環(huan)(huan)(huan)(huan)槽。這相對(dui)較大的(de)第(di)四(si)道(dao)環(huan)(huan)(huan)(huan)槽并(bing)不是(shi)(shi)用(yong)來(lai)安裝活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)環(huan)(huan)(huan)(huan)，而是(shi)(shi)為降低活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)重量(liang)(liang)、控制發(fa)動機漏(lou)氣(qi)量(liang)(liang)和燃油(you)(you)耗而專(zhuan)門設計。

    Monosteel鋼活塞的本土化進程

    “雖然Monosteel鋼活(huo)塞(sai)(sai)明年才會在中國批量生產，但是(shi)我們的工程準備從五年前就開始(shi)了。2011年輝門(men)亞(ya)太技術(shu)中心（上海）的工程隊伍就開始(shi)參與鋼活(huo)塞(sai)(sai)的具(ju)體(ti)開發。”NorbertSchneider向記者(zhe)介紹說。

    據了解，輝門(men)上海亞太技術(shu)中(zhong)心目前已完全(quan)具備了Monosteel鋼(gang)活(huo)塞(sai)(sai)的(de)(de)設計和(he)分(fen)析能力，隨著鋼(gang)活(huo)塞(sai)(sai)生產線的(de)(de)引進，一系(xi)列(lie)更深入的(de)(de)和(he)歐(ou)洲、北美技術(shu)中(zhong)心的(de)(de)交流、人員培訓也有條不紊地進行，其(qi)目標是以本(ben)地化(hua)的(de)(de)設計和(he)分(fen)析能力，支持Monosteel鋼(gang)活(huo)塞(sai)(sai)的(de)(de)本(ben)土化(hua)生產。

    談及鋼活(huo)塞(sai)在中(zhong)國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)市場預期，NorbertSchneider表示，“發動(dong)機技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提升主要還是由(you)排放標準和法(fa)(fa)規(gui)推(tui)動(dong)，中(zhong)國(guo)和歐美(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)排放法(fa)(fa)規(gui)越來越接近，發動(dong)機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)爆發壓力、燃(ran)燒室溫度等差(cha)距越來越小。所以(yi)輝(hui)門認為(wei)Monosteel鋼活(huo)塞(sai)在中(zhong)國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用與歐美(mei)市場相比不會有較大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)別，一些細微的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)異(yi)，因輝(hui)門動(dong)力總成具(ju)備本土化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)程(cheng)開(kai)(kai)發能(neng)力，產(chan)(chan)品優化工(gong)(gong)作由(you)上海(hai)技(ji)(ji)術(shu)中(zhong)心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)程(cheng)團隊完成。針對歐五歐六的(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)品開(kai)(kai)發經(jing)驗，可(ke)以(yi)幫助我們縮短國(guo)五國(guo)六產(chan)(chan)品的(de)(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)(kai)發周期，可(ke)以(yi)少走(zou)彎路。”

    至于Monosteel鋼活(huo)塞的(de)產(chan)(chan)能(neng)，NorbertSchneider稱，根據市(shi)場發展趨勢(shi)規劃產(chan)(chan)能(neng)，滿(man)足中國(guo)客戶(hu)的(de)需求(qiu)。明年(nian)第一條生產(chan)(chan)線引入青島工廠，之后隨著市(shi)場需求(qiu)的(de)增長(chang)不斷(duan)進行(xing)投入。NorbertSchneider強調，針對中國(guo)市(shi)場的(de)策略是本(ben)(ben)地化，包括本(ben)(ben)地化工程(cheng)技(ji)術服務、本(ben)(ben)地化生產(chan)(chan)。

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