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近(jin)日，輝門(men)在中國(guo)積極推廣(guang)鋼活(huo)(huo)(huo)(huo)塞技術，并(bing)聲稱隨著(zhu)國(guo)五(wu)標(biao)準的(de)實施(shi)，鋼活(huo)(huo)(huo)(huo)塞在中國(guo)重(zhong)型(xing)柴油機(ji)領(ling)域有較大的(de)需求(qiu)。記者(zhe)了(le)解到，國(guo)內車用活(huo)(huo)(huo)(huo)塞制造企業(ye)及研發機(ji)構也在從事鍛鋼材(cai)料活(huo)(huo)(huo)(huo)塞的(de)研究(jiu)及產業(ye)化(hua)，比如渤海活(huo)(huo)(huo)(huo)塞已經啟動了(le)“高功率低排放(fang)發動機(ji)鍛鋼活(huo)(huo)(huo)(huo)塞技術研發與產業(ye)化(hua)”項目(mu)。

4月(yue)11日，全(quan)(quan)柴集團總裁助理徐(xu)玉良告(gao)訴記者，目前全(quan)(quan)柴全(quan)(quan)部采(cai)用(yong)的鋁(lv)合金(jin)活(huo)(huo)(huo)塞(sai)（簡稱“鋁(lv)活(huo)(huo)(huo)塞(sai)”）。順應輕量化大趨勢，目前康明斯、玉柴、濰柴、全(quan)(quan)柴等國(guo)內外(wai)發動機都(dou)采(cai)用(yong)鋁(lv)合金(jin)材料(liao)的活(huo)(huo)(huo)塞(sai)。那么，在鋁(lv)活(huo)(huo)(huo)塞(sai)“大行其(qi)道”之時，為(wei)什么說2017年之后鋼(gang)活(huo)(huo)(huo)塞(sai)會(hui)大發展？鋼(gang)活(huo)(huo)(huo)塞(sai)具(ju)有哪些優(you)勢是鋁(lv)活(huo)(huo)(huo)塞(sai)很難達到的？帶著這些問(wen)題，記者采(cai)訪了國(guo)內外(wai)多(duo)家知名活(huo)(huo)(huo)塞(sai)及柴油機企(qi)業。

■ 活塞必然與發動機升級同步

“世界(jie)上最早的(de)汽(qi)車(che)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)活(huo)(huo)(huo)塞(sai)是(shi)鑄鐵(tie)的(de)，我(wo)國也是(shi)一樣(yang)。后來，鋁(lv)合(he)金材(cai)料(liao)(liao)以其(qi)質輕、良好(hao)熱傳(chuan)導性及(ji)(ji)較低膨脹系數(shu)等特點得到(dao)車(che)用發(fa)動(dong)(dong)機(ji)企業的(de)青睞并開始了產業化制造(zao)。”4月(yue)11日(ri)，山(shan)東(dong)濱州渤海活(huo)(huo)(huo)塞(sai)有限公司總經理(li)助(zhu)理(li)劉世英如(ru)是(shi)說，隨(sui)著(zhu)大馬力汽(qi)車(che)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)快速發(fa)展(zhan)，尤其(qi)是(shi)重型(xing)柴油(you)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)渦(wo)輪增壓(ya)、中冷技(ji)術的(de)應用以及(ji)(ji)大缸徑高(gao)壓(ya)縮比(bi)(bi)、低排(pai)放要求的(de)不斷提高(gao)。傳(chuan)統(tong)鋁(lv)合(he)金活(huo)(huo)(huo)塞(sai)材(cai)料(liao)(liao)就無法滿足其(qi)使用要求，因而國內(nei)外眾(zhong)多活(huo)(huo)(huo)塞(sai)材(cai)料(liao)(liao)研究機(ji)構和制造(zao)商推出了許多新型(xing)活(huo)(huo)(huo)塞(sai)材(cai)料(liao)(liao)，比(bi)(bi)如(ru)鍛鋼、陶瓷及(ji)(ji)復(fu)合(he)材(cai)料(liao)(liao)等。據記者了解，目前陶瓷、復(fu)合(he)材(cai)料(liao)(liao)等活(huo)(huo)(huo)塞(sai)成本過高(gao)技(ji)術仍未完全(quan)成熟。

劉世英對記者(zhe)說：“最早的(de)鋼(gang)活(huo)塞應用于(yu)1955年(nian)德國(guo)(guo)ELSBETT公(gong)(gong)司(si)單缸柴(chai)油(you)機(ji)上(shang)，ELSBETT公(gong)(gong)司(si)于(yu)1977年(nian)首次(ci)申請專利(li)，1984年(nian)該公(gong)(gong)司(si)使用自動(dong)生(sheng)產線生(sheng)產鍛鋼(gang)活(huo)塞，2000年(nian)開始批量為(wei)美(mei)國(guo)(guo)卡特彼勒生(sheng)產鋼(gang)活(huo)塞。目(mu)(mu)前(qian)國(guo)(guo)外鋼(gang)活(huo)塞已廣泛應用于(yu)曼、卡特彼勒、康明期、戴姆(mu)勒、沃(wo)(wo)爾沃(wo)(wo)、奔馳等(deng)公(gong)(gong)司(si)的(de)高性能中重型(xing)柴(chai)油(you)機(ji)上(shang)。”馬(ma)勒中國(guo)(guo)區相(xiang)關負(fu)責(ze)人告訴記者(zhe)，繼重型(xing)商(shang)用車(che)(che)和賽車(che)(che)發動(dong)機(ji)之(zhi)后，鋼(gang)活(huo)塞目(mu)(mu)前(qian)在歐美(mei)國(guo)(guo)家(jia)逐步被用于(yu)乘用車(che)(che)柴(chai)油(you)發動(dong)機(ji)。

■ 鋼活塞滿(man)足(zu)高(gao)性能柴油機強化(hua)指標(biao)

與(yu)鋁活塞相比(bi)，鋼活塞技術到底有(you)哪些優勢能(neng)夠(gou)滿足高(gao)性能(neng)重型發動機(ji)的需求？

在采訪中，劉世英對(dui)記者說：“鋁活(huo)塞質(zhi)量輕(qing)、往復(fu)慣性(xing)小，制造成(cheng)本低(di)，但不能適應高(gao)強性(xing)能柴油機(ji)的(de)要求,而鋼活(huo)塞能夠(gou)勝(sheng)任，同時活(huo)塞壓(ya)縮(suo)比(bi)小，能夠(gou)降(jiang)低(di)發動(dong)機(ji)整體高(gao)度。目前其制造成(cheng)本高(gao)，包(bao)括毛坯和機(ji)械加工，對(dui)于制造技術和設備要求也(ye)較高(gao)，但產業化以后成(cheng)本會大幅下降(jiang)。”

在(zai)今年2月底(di)召開的(de)(de)輝門鋼活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)技術(shu)交流會上，輝門動(dong)力總(zong)成重型車輛/能源、工(gong)業及運輸活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)全(quan)球應用工(gong)程總(zong)監(jian)Norbert Schneider也(ye)對記者詳細介紹(shao)了(le)(le)鋼活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)的(de)(de)優勢。他(ta)說：“首先，我們的(de)(de)鋼活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)采用了(le)(le)雙(shuang)摩擦焊結構，擁有大(da)尺寸(cun)封(feng)閉式高(gao)置冷卻通道，因(yin)此(ci)具備卓越抗高(gao)溫(wen)性(xing)(xing)能，可承受重型商用車發動(dong)機的(de)(de)高(gao)氣(qi)缸壓力。其次，鋼活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)的(de)(de)喉口(kou)溫(wen)度(du)能降(jiang)低(di)(di)(di)多達(da)50至100攝氏(shi)度(du)。封(feng)閉式焊接油(you)道結構最大(da)負荷時仍(reng)能減少活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)環槽變形(xing)度(du)高(gao)達(da)80%，增強(qiang)喉口(kou)設(she)計(ji)疲勞強(qiang)度(du)高(gao)達(da)4倍，這(zhe)樣就能有效解決國(guo)五和國(guo)六(liu)標準對熱負荷、機械負荷、摩擦磨損和缸套(tao)穴蝕等方面提(ti)出的(de)(de)高(gao)規(gui)格(ge)要求(qiu)。三是鋼活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)獨特的(de)(de)銷(xiao)孔工(gong)藝極大(da)地提(ti)高(gao)了(le)(le)鋼活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)的(de)(de)可靠性(xing)(xing)，特殊的(de)(de)減重設(she)計(ji)實(shi)現了(le)(le)鋼活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)的(de)(de)輕量化設(she)計(ji)，而低(di)(di)(di)摩擦涂層則能顯著降(jiang)低(di)(di)(di)活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)的(de)(de)摩擦損失，這(zhe)些特點都大(da)大(da)提(ti)高(gao)了(le)(le)活(huo)(huo)(huo)塞(sai)(sai)的(de)(de)可靠性(xing)(xing)，同時降(jiang)低(di)(di)(di)了(le)(le)二氧化碳的(de)(de)排放。”

馬(ma)勒公司(si)相(xiang)(xiang)關負責(ze)人告訴(su)記者，在(zai)歐盟NEDC工況檢(jian)測中顯示，與鋁活塞相(xiang)(xiang)比(bi)，馬(ma)勒鋼活塞相(xiang)(xiang)當于(yu)節省(sheng)了3%的(de)燃(ran)料(liao)。通過(guo)減(jian)(jian)少摩(mo)擦損失和(he)改(gai)進熱力學，鋼活塞在(zai)減(jian)(jian)少二氧(yang)化碳排(pai)放方面有(you)著顯著的(de)潛(qian)力。

■ 高爆發壓力將改變(bian)游戲(xi)規則

“爆(bao)發壓力是整(zheng)個(ge)(ge)發動機(ji)行業改變游戲(xi)規則的(de)一(yi)個(ge)(ge)非(fei)常關鍵的(de)因(yin)素。”Norbert Schneider對記者說，國五、國六排放標準的(de)實(shi)施，中國汽車(che)發動機(ji)將(jiang)會有較大的(de)變化(hua)，尤(you)其是重型柴(chai)油機(ji)對鋼活塞(sai)的(de)需求將(jiang)會日益(yi)上升。

爆(bao)發(fa)(fa)壓(ya)力(li)是發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)氣缸里最(zui)高(gao)壓(ya)力(li)，它決定了發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)對外輸出的功(gong)率及排放(fang)(fang)。Norbert Schneider向記者介紹(shao)歐美(mei)發(fa)(fa)達國(guo)(guo)家發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)爆(bao)發(fa)(fa)壓(ya)力(li)的演(yan)變(bian)趨(qu)勢。1961年(nian)只有110bar，2000年(nian)上(shang)升到180bar，隨后幾年(nian)加(jia)速上(shang)升至240bar, 預計2020年(nian)將達到270bar。而目前中國(guo)(guo)車(che)用(yong)(yong)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)的爆(bao)發(fa)(fa)壓(ya)力(li)低于180bar，但Norbert Schneider判(pan)斷，商用(yong)(yong)車(che)實施國(guo)(guo)五(wu)排放(fang)(fang)標準后，重型商用(yong)(yong)車(che)的爆(bao)發(fa)(fa)壓(ya)力(li)就(jiu)會(hui)達到180bar以上(shang)，接(jie)近(jin)鋼活(huo)(huo)塞(sai)爆(bao)發(fa)(fa)壓(ya)力(li)區域。因(yin)此，我國(guo)(guo)實現國(guo)(guo)五(wu)排放(fang)(fang)標準以后，鋼活(huo)(huo)塞(sai)技術將會(hui)有“有武之(zhi)地(di)”。