高压汽油燃料喷射泵滑动系统陶瓷元件的应用

高压汽油燃料喷射泵滑动系统陶瓷元件的应用

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

编译：李晓娜

喷雾引导式汽油直喷技术显示出降低油耗和排放方面的巨大潜力。但是，高压泵中应用的传统材料由于其润滑度和粘度很低，当燃料喷射压力在20MPa以上时就会有较为严重的磨损。而陶瓷组件能够克服这些缺点并显示出喷雾引导式缸内直喷发动机的优势。卡尔斯鲁厄技术研究机构的“基于高级陶瓷的高性能滑动摩擦系统”可在50MPa以上高压下运行的单活塞高压汽油泵已经问世。它拥有两个具备陶瓷元件的燃料润滑滑动系统。此高压泵配有压力传感器和温度传感器，以测试一些材料的运行状况。

缸内直喷技术大幅改善了燃油经济性，为保证良好的燃烧条件，必须有较高的喷射压力。高压喷射使燃料通过以更小的体积喷出而获得更好的面积-体积比，加快汽油蒸发速度。但是，一般的高压室传统材料会增大室内磨损，降低其可靠性并缩短使用寿命。

陶瓷材料具有刚度、化学稳定性能和密度特性。采用陶瓷材料的组件可以将汽油喷射高压泵的压力提到20MPa以上。通过对单活塞高压汽油泵在50MPa压力下运行状况的分析，可以看出高级陶瓷材料的优势。

碳化硅和硅铝氧氮复合材料在摩擦系数和凸轮/滑动系统方面有很大的优势。研究表明，碳化硅和硬性轴承钢的接合使用能有效解决凸轮机构粘附和表面退化问题。