近日，科技部高新司在北京組織召開(kāi)了“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃“鋁合金及其復(fù)合材料復(fù)雜汽車(chē)零件精密成形技術(shù)開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化示范”項(xiàng)目驗(yàn)收會(huì)。項(xiàng)目驗(yàn)收專(zhuān)家組、項(xiàng)目組織單位中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)、課題承擔(dān)單位北京有色金屬研究總院、無(wú)錫威孚英特邁增壓技術(shù)有限公司等單位的相關(guān)人員出席了會(huì)議。
項(xiàng)目針對(duì)我國(guó)汽車(chē)零部件高端先進(jìn)制造技術(shù)匱乏等問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了半固態(tài)成形用的鋁合金及其復(fù)合材料和汽車(chē)零部件關(guān)鍵制造技術(shù)；建成了年產(chǎn)能各6萬(wàn)件的φ98mm和φ148mm壓葉輪產(chǎn)品、100萬(wàn)件轉(zhuǎn)子斜盤(pán)產(chǎn)品的三條半固態(tài)精密成形產(chǎn)業(yè)示范線；開(kāi)發(fā)了319s鋁合金汽車(chē)渦輪增壓器葉輪產(chǎn)品，平均耐久壽命相對(duì)鑄造壓葉輪提高73%，并通過(guò)多家國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了上車(chē)應(yīng)用；開(kāi)發(fā)了汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)Al-18%Si復(fù)合材料轉(zhuǎn)子斜盤(pán)產(chǎn)品，連續(xù)耐磨性上機(jī)測(cè)試達(dá)到1000小時(shí)。項(xiàng)目完成了發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器壓葉輪和汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子斜盤(pán)的自主制備與工程化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了很好的節(jié)能減排效果。
增壓器的葉輪屬于離心式葉輪，離心式葉輪轉(zhuǎn)速通常很高，高速轉(zhuǎn)子的選材盡量選密度小的輕型材料，同時(shí)還要滿足材料的剛性較好。目前作為增壓裝置的葉輪材料最常用的有鑄鋁、不銹鋼和鈦合金。
離心式葉輪選材的決定性因素比較多。葉輪直徑、轉(zhuǎn)速、葉片表面曲面方向（需要速度三角形空間位置作為計(jì)算依據(jù)）都是選材的依據(jù)。同時(shí)還要經(jīng)過(guò)大量的計(jì)算，才能確定合適的材料強(qiáng)度范圍。選材時(shí)不能一味的只追求用最高強(qiáng)度的材料，還需要從經(jīng)濟(jì)性上考慮，通常離心式葉輪的制造成本是相當(dāng)高的，材料強(qiáng)度高則加工成本就會(huì)高（例如，同樣的葉輪，選用鈦合金和鋁其制造成本差不多相差接近10倍了），所以要綜合的考慮。
車(chē)輛在全負(fù)載狀態(tài)下工作，傳統(tǒng)使用鋼結(jié)構(gòu)外殼的渦輪增壓器會(huì)因?yàn)闊崃康淖饔米儫岚l(fā)出紅色光亮；而大陸全新渦輪增壓器采用了雙壁式鋁合金殼體，其中的冷卻水套可以有效降低核心工作區(qū)域的溫度。冷卻液流過(guò)套管，確保外層殼體表面溫度在120℃以下，內(nèi)層殼體溫度低于350℃。
這種溫度控制方法有兩點(diǎn)好處：一是無(wú)需采用額外的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就能夠保護(hù)周?chē)悴考馐芨邷責(zé)嵩吹挠绊?；二是?duì)排放廢氣流進(jìn)行冷卻，可以降低三元催化轉(zhuǎn)化器的熱負(fù)載，設(shè)備基本不會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象。除此之外，廢氣門(mén)上安裝的電動(dòng)裝置可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)，確保催化轉(zhuǎn)化器迅速達(dá)到合適的工作溫度。
按照寶馬規(guī)定的模塊化標(biāo)準(zhǔn)，全新大陸渦輪增壓器可以緊密地與發(fā)動(dòng)機(jī)整合在一起（換句話說(shuō)，它屬于排氣歧管的固定組件），然而鋼材質(zhì)殼體的相似產(chǎn)品只能夠安裝在氣缸蓋表面上。汽車(chē)制造廠商將把這種渦輪增壓器應(yīng)用在高性能發(fā)動(dòng)機(jī)上，也會(huì)應(yīng)用在那些銷(xiāo)往氣候炎熱國(guó)家的車(chē)輛上。對(duì)于鋼材質(zhì)渦輪增壓器而言，對(duì)軸承箱必須采用內(nèi)部冷卻的方法，然而鋁合金增壓器直接利用外部冷卻已經(jīng)足夠。
MINI車(chē)型搭載的鋁合金渦輪增壓器能夠節(jié)省1.2公斤的重量，由于減輕重量意味著降低燃油消耗量，因此輕量化材料完全符合汽車(chē)工業(yè)節(jié)能減排的要求。雖然水冷系統(tǒng)的使用增加了額外成本，但這種渦輪增壓器的價(jià)格還是完全在廣大汽車(chē)制造廠商可以承受的范圍之內(nèi)。像鎳基合金這種耐高溫材料會(huì)大幅度提高鋼材質(zhì)殼體渦輪增壓器的價(jià)格，而鋁合金絕對(duì)是物超所值的高性價(jià)比材料。
大陸最早的渦輪增壓器于2011年應(yīng)用在一款高效能的1.0升發(fā)動(dòng)機(jī)上，現(xiàn)在的鋁合金產(chǎn)品會(huì)有怎樣的發(fā)展前景，還需要等待時(shí)間的檢驗(yàn)。
項(xiàng)目針對(duì)我國(guó)汽車(chē)零部件高端先進(jìn)制造技術(shù)匱乏等問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了半固態(tài)成形用的鋁合金及其復(fù)合材料和汽車(chē)零部件關(guān)鍵制造技術(shù)；建成了年產(chǎn)能各6萬(wàn)件的φ98mm和φ148mm壓葉輪產(chǎn)品、100萬(wàn)件轉(zhuǎn)子斜盤(pán)產(chǎn)品的三條半固態(tài)精密成形產(chǎn)業(yè)示范線；開(kāi)發(fā)了319s鋁合金汽車(chē)渦輪增壓器葉輪產(chǎn)品，平均耐久壽命相對(duì)鑄造壓葉輪提高73%，并通過(guò)多家國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了上車(chē)應(yīng)用；開(kāi)發(fā)了汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)Al-18%Si復(fù)合材料轉(zhuǎn)子斜盤(pán)產(chǎn)品，連續(xù)耐磨性上機(jī)測(cè)試達(dá)到1000小時(shí)。項(xiàng)目完成了發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器壓葉輪和汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子斜盤(pán)的自主制備與工程化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了很好的節(jié)能減排效果。
增壓器的葉輪屬于離心式葉輪，離心式葉輪轉(zhuǎn)速通常很高，高速轉(zhuǎn)子的選材盡量選密度小的輕型材料，同時(shí)還要滿足材料的剛性較好。目前作為增壓裝置的葉輪材料最常用的有鑄鋁、不銹鋼和鈦合金。
離心式葉輪選材的決定性因素比較多。葉輪直徑、轉(zhuǎn)速、葉片表面曲面方向（需要速度三角形空間位置作為計(jì)算依據(jù)）都是選材的依據(jù)。同時(shí)還要經(jīng)過(guò)大量的計(jì)算，才能確定合適的材料強(qiáng)度范圍。選材時(shí)不能一味的只追求用最高強(qiáng)度的材料，還需要從經(jīng)濟(jì)性上考慮，通常離心式葉輪的制造成本是相當(dāng)高的，材料強(qiáng)度高則加工成本就會(huì)高（例如，同樣的葉輪，選用鈦合金和鋁其制造成本差不多相差接近10倍了），所以要綜合的考慮。
車(chē)輛在全負(fù)載狀態(tài)下工作，傳統(tǒng)使用鋼結(jié)構(gòu)外殼的渦輪增壓器會(huì)因?yàn)闊崃康淖饔米儫岚l(fā)出紅色光亮；而大陸全新渦輪增壓器采用了雙壁式鋁合金殼體，其中的冷卻水套可以有效降低核心工作區(qū)域的溫度。冷卻液流過(guò)套管，確保外層殼體表面溫度在120℃以下，內(nèi)層殼體溫度低于350℃。
這種溫度控制方法有兩點(diǎn)好處：一是無(wú)需采用額外的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就能夠保護(hù)周?chē)悴考馐芨邷責(zé)嵩吹挠绊?；二是?duì)排放廢氣流進(jìn)行冷卻，可以降低三元催化轉(zhuǎn)化器的熱負(fù)載，設(shè)備基本不會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象。除此之外，廢氣門(mén)上安裝的電動(dòng)裝置可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)，確保催化轉(zhuǎn)化器迅速達(dá)到合適的工作溫度。
按照寶馬規(guī)定的模塊化標(biāo)準(zhǔn)，全新大陸渦輪增壓器可以緊密地與發(fā)動(dòng)機(jī)整合在一起（換句話說(shuō)，它屬于排氣歧管的固定組件），然而鋼材質(zhì)殼體的相似產(chǎn)品只能夠安裝在氣缸蓋表面上。汽車(chē)制造廠商將把這種渦輪增壓器應(yīng)用在高性能發(fā)動(dòng)機(jī)上，也會(huì)應(yīng)用在那些銷(xiāo)往氣候炎熱國(guó)家的車(chē)輛上。對(duì)于鋼材質(zhì)渦輪增壓器而言，對(duì)軸承箱必須采用內(nèi)部冷卻的方法，然而鋁合金增壓器直接利用外部冷卻已經(jīng)足夠。
MINI車(chē)型搭載的鋁合金渦輪增壓器能夠節(jié)省1.2公斤的重量，由于減輕重量意味著降低燃油消耗量，因此輕量化材料完全符合汽車(chē)工業(yè)節(jié)能減排的要求。雖然水冷系統(tǒng)的使用增加了額外成本，但這種渦輪增壓器的價(jià)格還是完全在廣大汽車(chē)制造廠商可以承受的范圍之內(nèi)。像鎳基合金這種耐高溫材料會(huì)大幅度提高鋼材質(zhì)殼體渦輪增壓器的價(jià)格，而鋁合金絕對(duì)是物超所值的高性價(jià)比材料。
大陸最早的渦輪增壓器于2011年應(yīng)用在一款高效能的1.0升發(fā)動(dòng)機(jī)上，現(xiàn)在的鋁合金產(chǎn)品會(huì)有怎樣的發(fā)展前景，還需要等待時(shí)間的檢驗(yàn)。
