[00783427]增压直喷发动机用火花塞研制

涡轮增压、缸内直喷及轻量化已成为发动机的发展趋势，增压直喷显著提高了发动机的升功率和扭矩，降低了油耗、改善了排放，但增压直喷技术同时也提高了缸内的热负荷、爆发压力和点火电压，发动机轻量化使得火花塞的安装空间越来越小，对火花塞设计带来了重大挑战。增压直喷发动机普遍受到了低速早燃和超级爆震等非正常燃烧现象的困扰，这种世界性技术难题对火花塞的性能提出了更高要求。火花塞作为发动机点火关键部件，提升其材料性能、改进火花塞结构以及研发全新制造工艺及装备成为应对这一难题的有效手段。 火花塞山绝缘体部件(阳极)和壳体(阴极)两大部件组成，通过在阳极与阴极之间施加高电压而击穿发动机缸内气体实现点火。因此火花塞绝缘和机械强度、点火电极高温电蚀性能的提升成为该项目主攻目标，突破火花塞设计、陶瓷绝缘体配方及其成型烧结、火花塞电极材料及其焊接等关键技术才能打破国外企业的技术垄断，使国产火花塞整体性能达到国际先进水平，该项目对上述技术进行了系统的研究，取得了系列重要成果： 开发了适用于增压直喷发动机的新型火花塞内部结构：优化了火花塞结构设计，实现了在陶瓷裙部的壁厚降低了20%的基础上，折断强度提高了30%。 研制了T95高性能氧化铝陶瓷绝缘体：研究了复合粘结剂对氧化铝陶瓷致密度和性能的改善机理，大幅提高了陶瓷密度，实现了细长型绝缘体的高耐电压、高强度的要求。发明了国内首台80Mpa火花塞绝缘体生产等静压机。解决了2～3μm氧化铝微粉毛坯压制难以成型的技术难题，实现了大规模生产。 发明了全球首台火花塞绝缘体二次磨削设备：解决了氧化铝微粉毛坯磨削过程极易产生断坯、开裂、椭圆等技术难题。发明了国内首台1600℃精准控温辊道窑设备及烧结工艺。提出了火花塞绝缘体快速烧结方法，烧成周期由原来的38h缩减到10h，解决了原有窑炉温差大、产品易变形的技术难题。 开发了新一代火花塞高性能电极材料：研究利用微量元素对合金的组织结构、力学性能与氧化特性的影响规律，自主研发的TN1电极材料，其高温电蚀性能提高了50%；自主研发的RhNi合金提升了重金属与镍基合金的焊接工艺性。 发明了用于火花塞贵金属侧电极的激光焊接工艺及设备：解决了焊接熔融部不均匀、存在焊缝及焊后开裂等问题，提高了贵金属侧电极的焊接质量。 该项目获6项发明专利授权，发表论文3篇，制定国家标准2项。从2010年起累计投入研究资金达9600万元，2016年建立了湖南省发动机点火技术工程研究中心。项目技术水平经科技成果评价达到国际先进水平。该项目产品技术含量高，与国外同类产品相比价格优势明显，成功开发了沈阳三菱、上汽通用、吉利、东风、长安、奇瑞等众多增压直喷汽车发动机配套项目，2015-2017年该项目产品累计销售收入达到9.7亿元人民币。同时湘火炬火花塞全球销量从2010年的第7位跃升至第4位。项目成功打破了国外火花塞知名企业的技术垄断，为自主品牌轿车关键零部件国产化、节能减排，增加就业等方面作出了贡献。