高壓汽油燃料噴射泵滑動系統(tǒng)陶瓷元件的應(yīng)用

高壓汽油燃料噴射泵滑動系統(tǒng)陶瓷元件的應(yīng)用

Christophe Pfister et al. SAE 2010-01-0600.

編譯：李曉娜

噴霧引導(dǎo)式汽油直噴技術(shù)顯示出降低油耗和排放方面的巨大潛力。但是，高壓泵中應(yīng)用的傳統(tǒng)材料由于其潤滑度和粘度很低，當(dāng)燃料噴射壓力在20MPa以上時就會有較為嚴(yán)重的磨損。而陶瓷組件能夠克服這些缺點(diǎn)并顯示出噴霧引導(dǎo)式缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)的優(yōu)勢。卡爾斯魯厄技術(shù)研究機(jī)構(gòu)的“基于高級陶瓷的高性能滑動摩擦系統(tǒng)”可在50MPa以上高壓下運(yùn)行的單活塞高壓汽油泵已經(jīng)問世。它擁有兩個具備陶瓷元件的燃料潤滑滑動系統(tǒng)。此高壓泵配有壓力傳感器和溫度傳感器，以測試一些材料的運(yùn)行狀況。

缸內(nèi)直噴技術(shù)大幅改善了燃油經(jīng)濟(jì)性，為保證良好的燃燒條件，必須有較高的噴射壓力。高壓噴射使燃料通過以更小的體積噴出而獲得更好的面積-體積比，加快汽油蒸發(fā)速度。但是，一般的高壓室傳統(tǒng)材料會增大室內(nèi)磨損，降低其可靠性并縮短使用壽命。

陶瓷材料具有剛度、化學(xué)穩(wěn)定性能和密度特性。采用陶瓷材料的組件可以將汽油噴射高壓泵的壓力提到20MPa以上。通過對單活塞高壓汽油泵在50MPa壓力下運(yùn)行狀況的分析，可以看出高級陶瓷材料的優(yōu)勢。

碳化硅和硅鋁氧氮復(fù)合材料在摩擦系數(shù)和凸輪/滑動系統(tǒng)方面有很大的優(yōu)勢。研究表明，碳化硅和硬性軸承鋼的接合使用能有效解決凸輪機(jī)構(gòu)粘附和表面退化問題。