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汽车发动机为何难造

来源:解放军报2021-01-29 09:44

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第80集团军某旅官兵检修发动机。

  发动机犹如汽车的“心脏”,直接决定汽车动力性能。众所周知,汽车发动机制造难度高,科研经费投入大。那么,发动机为何如此难造?又需要破解哪些核心技术问题?

  18世纪中叶,瓦特发明了蒸汽机。此后,人们开始设想把蒸汽机安装到车上,为车辆提供动力。不久后,法国人居纽成功把蒸汽机安装到车上,人类便拥有了第一辆蒸汽驱动的三轮汽车。在200多年发动机发展历程中,其工作原理从未发生变化,都是把内能转化为机械能。这一原理看似简单,具体到发动机内部,其核心技术却又异常复杂。

  研究结果显示:发动机性能取决能量转换效率,转换效率越高发动机性能越好,而转换效率主要受材料调配比例、金属铸造、机械加工、装配方式等因素影响。这些工艺步骤,都需要进行无数次试验,任何步骤出现纰漏都会导致发动机项目研发失败。

  发动机启动后,外壳要承受巨大压力和高温,这对缸体材质提出特殊要求,铸铝或铸铁成为缸体材料的首选。发动机缸体制造方法利用了铸造工艺:把金属融化成液体倒入模具浇铸成形。这个过程,降温处理是一个难点,凝固时的残余应力、排气、脱模等环节不能有丝毫差错。

  当缸体成型后,零散部件需要与高精度零件组合,在加工高精度零件时,不同的方向和走线会使零件寿命产生巨大差异。特别是加工发动机活塞,更需要千万次来回做功,在保证极低误差要求下,气缸才能实现较高密封性。

  一些零件安装必须用特定工具完成,工人拧螺丝的顺序、力道都有讲究,还要与高精度仪器配合默契。在装配过程中,哪怕缝隙里出现一个细小颗粒,经过发动机上万次运行研磨后,都会造成发动机的致命损伤。(穆晓磊 王 庆)

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