日產Altima開發鏡面缸孔塗層技術

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目前,日產已經在其發動機產品上大量應用了鏡面缸孔塗層技術,以改善Altima新款2.5 L 4缸發動機的性能。

作為日產頗受歡迎的Altima轎車全新設計的部分,2019年款車型第一次提供了四輪驅動模式,及兩款全新發動機的選擇。這兩款機型均採用了不同的創新方式:一款是KR20DDETVC-Turbo發動機,首次在英菲尼迪QX50上使用;另一臺基礎發動機是一款全新的2.5 L直列4缸機,代號為PR25DD,替代了QR25DE這款發動機。


日產Altima開發鏡面缸孔塗層技術

新款發動機開發項目的目標是類似的,即對整個性能、燃油經濟性和振動-噪聲-平順性(NVH)進行改善。自然吸氣發動機的許多特徵通常已進行過嘗試和試驗,包括直接噴射、電動氣門正時控制系統、冷卻廢氣再循環和可變排量機油泵。PR25DD也有一個集成了排氣歧管且採用反向佈置的缸蓋,來運轉消音裝置,為了確保造型的柔韌性,該新平臺的發動機艙採用了一個向後傾斜的低懸置方案。


非常規的設計是採用樹脂進氣道,其已插入鑄造在缸蓋內的進氣道內,從而在進氣通道和缸蓋內壁之間創造出一個絕緣的空氣層。聲稱其作為世界上首次得以應用的樹脂進氣道,通過抑制進氣溫度的上升,改善了發動機的抗爆燃性能,反過來促成更高的燃燒效率和功率輸出。


PR25DD機型的另一個關鍵特徵是,日產目前為止大量應用的鏡面缸孔處理,曾經只能應用於特殊的車型上,例如GT-R和軒逸(Sentra)Nismo車型。為了便於生產,新設備在美國田納西州戴克德的日產戴克德動力總成裝配工廠進行安裝。Altima發動機囊括於140萬臺內燃機和電機的年產量之中,搭載的車型從Titan皮卡跨越到聆風電動汽車。


日產戴克德動力工廠是美國最高產的動力總成工廠,每年擔負著發動機生產量超100萬臺的責任。基地總共僱了1 700名員工,自從1997年開工,已經生產了近1 300臺發動機。


今年2月,日產在工廠內創辦了一個先進的技術培訓中心,該面積為1 950 m2的全新場所,位於當前日產動力總成柔性裝配工廠內,其在生產、保養、工程和管理領域,具有同時培訓180名員工的能力。日產北美動力總成和電池供電副總監Brian Sulliban為此提到,新的培訓中心支持了日產在先進技術層面上增加勞動力的承諾,同時還實現了對富蘭克林縣的承諾。

新場所有望於2019年年底開工,是日產的最新工程項目。戴克德工廠當前為日產和英菲尼迪生產發動機,包括北美版天籟(Altima)、西瑪(Maxima)、美版奇駿(Rogue)、日產探路者(Pathfinder)、日產邊緣人(Frontier)、Titan和QC60。年產量包括140萬套動力總成,140萬根鍛造麴軸和456 000個缸體鑄件。

日產Altima開發鏡面缸孔塗層技術

替代了即將停產的QR25DE機型的鑄鐵缸套,PR25DD通過等離子體轉移弧過程(PTWA)將鑄鐵材料融化並噴射到缸孔表面。然後金剛石鑽頭旋轉進入缸孔內部,從而拋光這個0.2 mm的噴射塗層,最終獲得鏡孔表面。可以用水來減少熱量和摩擦的產生。

日產Altima開發鏡面缸孔塗層技術

缸孔噴射過程使日產發動機具有更好的燃油經濟性,改善了發動機的動力性。戴克德監督PR25DD試生產和發佈活動的模具工程師David Came陳述到,當缸套鑄進缸體中時,通常不可避免的是,將會在缸套背面和餘下鋁缸體之間產生氣穴。其同樣限制了圍繞缸孔水套的尺寸,同時還增加了發動機整機質量。


缸孔噴射過程的首要優勢是減輕了質量,通過從鑄鐵缸套轉化到一個噴射缸套,日產可以從每臺發動機上節省2 kg的質量。第二個優勢是通過移除缸套背面的氣穴,能將缸套直接粘結在鋁缸體上。切削鋁缸體後,並將缸套噴塗在準備好的表面上,其在缸套和鋁缸體之間能產生一個更好的粘結。然後能夠促使更多的熱量傳遞出缸孔。


此外,減小厚度的缸套自身允許在缸孔背後有一個更大的水套,從而更好地冷卻發動機,此技術能降低15~20 ℃的缸壁溫度。所有的這些因素可以導致發動機燃油經濟性和功率的改善,因為通過更好地將熱量移除缸孔,發動機能夠獲得更好的抗爆燃性,反過來可以促使發動機在更高的壓縮比下運轉。

整理:王少輝


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