蠕墨鑄鐵,新一代高性能重卡發動機最佳材料

對于重型發動機的缸體缸蓋材料，傳統上都采用灰鐵鑄鐵，灰鐵材料的技術非常穩定和成熟，而成本又相對低廉。
然而，隨著科技的進步，人們的需求也在不斷提高，人們對重型卡車的燃油經濟性、動力性、排放性能、輕量化、大馬力等諸多方面不斷提出更高的要求。
要提高發動機的性能并同時降低排放，主要途徑是增大缸內爆發壓力，但增大爆發壓力會給發動機缸體帶來額外的熱負荷和機械負荷。傳統的灰鑄鐵缸體缸蓋材料在抗負荷方面存在著不足，成為制約發動機性能提升的瓶頸。
為了進一步改善發動機性能，工程師們開始尋找高性能的替代材料，人們發現蠕墨鑄鐵是新一代高性能發動機較佳材料。蠕墨鑄鐵有著和灰鐵鑄鐵相近的抗震性能、熱導率及鑄造性能，并且在以下三個關鍵性能上遠超灰鐵鑄鐵。
高強度：蠕墨鑄鐵的抗拉強度比灰鐵高75%以上，疲勞強度幾乎是普通灰鐵的2倍。采用蠕鐵后，發動機的爆發壓力可以顯著提升，從而改善燃油經濟性和動力性，降低排放。
高剛性：蠕墨鑄鐵的剛度比灰鑄鐵高出45%，缸體缸蓋采用蠕墨鑄鐵后，可以減少缸孔的變形量，降低機油消耗，并有效改善NVH性能。
高耐磨性：在相同的磨損試驗下，蠕墨鑄鐵的磨損量僅為灰鑄鐵45-%-60%，缸體采用蠕墨鑄鐵材料以后，可以采用無缸套設計，降低成本。
然而，蠕墨鑄鐵的鑄造實現起來并不容易。要保證發動機的良好質量，蠕鐵缸體缸蓋的關鍵部位必須要達成80%以上的蠕化率，傳統的鑄造技術很難穩定獲得這樣高的蠕化率。
技術上的難題往往也是技術取得進步和發展的動力，在無數人幾十年來持續不斷的努力下，蠕墨鑄鐵的技術瓶頸逐漸被打破。到上世紀90年代，瑞典的Sintercast公司已經開發成功可以非常穩定獲得高蠕化率的新型蠕鐵生產技術。
到了本世紀，蠕鐵鑄造在歐洲重型發動機上的運用已經相當普遍，其中曼、達夫、奔馳、沃爾沃、福特、卡特彼勒這些廠家已經批量地將蠕鐵材料應用在缸體缸蓋上。
福特汽車一直是蠕墨鑄鐵技術的倡導者與先行者，在2016年底特律北美國際汽車博覽會（NAIAS）上，福特與SinterCast合作的蠕墨鑄鐵柴油發動機在福特王牌車型F-150皮卡 上高調亮相，2017款的F150皮卡車型將配備蠕墨鑄鐵缸體的3.6升V6渦輪增壓柴油發動機和2.7升蠕墨鑄鐵EcoBoost汽油發動機。目前在歐洲及南美地區銷售的福特Cargo重卡上搭載的EcoTorq發動機，使用的也是蠕墨鑄鐵材料。
相較于國外的熱火朝天，蠕墨鑄鐵在國內重型發動機上的應用起步較晚，目前國內主要重卡廠家對蠕墨鑄鐵發動機的開發還處于研究和試制階段，大規模批量生產的不多。
作為福特在華的合資企業江鈴汽車，充分利用福特的技術優勢，一出手就是大手筆，從福特拿過來的高性能9L/13L Ecotorq蠕鐵缸體缸蓋的重型發動機。
為了攻克缸體缸蓋蠕鐵制造的技術難題，江鈴引進了國際上較先進的瑞典SinterCast蠕特制造技術，再加以消化和吸收，較后形成了自己的核心競爭力。江鈴的科研團隊經過兩年多的努力，先后獲得了1項國家級發明專利和2項實用新型專利，目前江鈴已經完全掌握了蠕鐵生產和控制的核心技術，并開創了完全自主知識產權的JMC比對法蠕鐵控制技術。
江鈴的重卡發動機的蠕鐵缸體缸蓋蠕化率能穩定達到80%以上，關鍵部分甚至高達95%。已經全部按照福特的開發流程和技術要求通過了各項零部件的DV試驗、發動機臺架和整車性能及耐久實驗，2017年6月2日，江鈴的重型發動機已經在太原發動機工廠正式下線，開始正式量產。
江鈴重卡的9L/13L蠕墨鑄鐵發動機的投產，結束了國內重卡發動機一直沒有穩定蠕墨鑄鐵生產制造的局面，填補了國內重卡發動機金屬材料應用中的一項技術空白。江鈴重卡的蠕鐵缸體也因此在第十四屆中國國際鑄造博覽會上榮獲鑄造行業的較高榮譽—金獎。
站在巨人肩膀上的江鈴重卡發動機，一出生就具備眾多優越的性能，在油耗和NVH方面具備非常強的優勢。國內重卡行業正需要有這樣后起之秀帶來變局和創新，讓我們對這款極具競爭力的產品拭目以待。