曼·胡默爾為奧迪 V8-TDI 提供耐高溫塑料進氣歧管
世上沒有什么不可能之事!曼·胡默爾開發的用于奧迪4.2升V8柴油發動機的進氣歧管就充分證明了無論什么樣的困難都能被克服。該系統由塑料制成,可輕松承受200° C的持續高溫,即便最高溫度達到250° C也不會有問題。因此,這種材料可以替代重金屬和昂貴的特殊塑料。曼·胡默爾的設計工程師在為奧迪舊款發動機(2003年推出的4升V8柴油發動機)開發進氣歧管時,即已經決定用尼龍而不是鋁。當時,工程師在綜合考慮了重量、成本、性能等因素后,一致同意采用塑料解決方案。而曼·胡默爾如今開發出的升級產品則更勝一籌!
進氣系統中的高溫挑戰
隨著奧迪V8-TDI的推出,進氣歧管不得不滿足更苛刻的溫度要求。尤其隨著渦輪增壓技術、安裝微粒濾清器以及提高廢氣再循環率逐漸成為發展趨勢,導致進氣系統中的溫度越來越高。單單為了滿足更高的廢氣再循環率這一要求,進氣歧管系統內的工作溫度就需要達到200° C。在微粒濾清器的再生階段,溫度可以保持200° C以上達數分鐘。傳統材料的熱阻達不到8缸發動機對工作環境的要求。曼·胡默爾進氣系統開發經理Achim Rehmann 指出:“我們需要更出色的性能,但是我們得控制由此產生的額外費用。”
一種特制的尼龍——熱穩塑料即是這樣一種高性能、低成本的產品。含35%玻璃纖維增強材料具有非常高的熔點和高溫尺寸穩定性,熔點高達310° C。換句話說,在能使傳統塑料起泡的溫度下,這種高科技塑料也不會變形。該塑料的抗腐蝕性氣體(如硫酸)能力達到了目前的PA66行業標準。因此,這種耐用塑料適用于腐蝕性較強的生物柴油。進氣歧管中會有燃油嗎?含燃油的空氣可以通過氣門重疊等方式被吸到進氣歧管中。燃油液滴也可通過油路(漏氣)、廢氣再循環和燃油氣化進入進氣歧管。
在設計進氣歧管時,曼·胡默爾在開發初期即采用了計算機仿真來驗證進氣歧管的功能。工程師們因此可以測算其在工作狀態下的變形特性,并根據氣缸蓋大小設計發動機接口,確保密封牢固,即便在不利的壓力和溫度條件下,依然牢固無比。也許您會認為這顯然是必須要做到的,但是從技術上來說,確實是一個不小的挑戰!
積極應對挑戰
曼·胡默爾為奧迪 V8 TDI 提供的進氣歧管表明現代塑料已經開始滿足對嚴苛功能的要求。Achim Rehmann 看到了塑料進氣歧管的巨大發展潛力:“由于重量和成本的原因,現有的鋁制進氣歧管將逐漸被塑料進氣歧管所取代。這種新材料制成的進氣歧管的重量只有金屬制進氣歧管的一半。作為一種多功能部件,這種新材料更經濟,并經實踐證明可以在長期的工作中保持可靠性。”
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