中國粉體網(wǎng)訊  據(jù)悉，目前世界熱效率最高的發(fā)動(dòng)機(jī)是搭載在新凱美瑞上的那太，排量為2.5L，熱效率為41%。據(jù)知情人士透露，這臺發(fā)動(dòng)機(jī)基本上用上了所有的先進(jìn)技術(shù)，如：進(jìn)氣VVT，排氣VVT，阿特金森循環(huán)，無極可變機(jī)油泵，高壓縮比，EGR,多孔燃油噴射，低摩擦鏈條，樹脂涂層軸承，氣缸蓋集成排氣歧管等等，可以說已經(jīng)做到了極致。

到了極限，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率再要往上提升一個(gè)點(diǎn)都難上加難。 

目前，常規(guī)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)效率的提升已經(jīng)遇到了瓶頸。特別是油耗問題，排放法規(guī)越來越苛刻，找到瓶頸突破口迫在眉睫，而陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)方向。

我們都知道，傳統(tǒng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)由金屬制造，因?yàn)榻饘購?qiáng)度高，耐熱，可靠性好，是發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的不二之選。但是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，金屬的屬性卻制約了發(fā)動(dòng)機(jī)效率的往上提升。 

為什么這么說？發(fā)動(dòng)機(jī)的原理大家都清楚，是靠燃燒燃油釋放熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榕蛎洑怏w來推動(dòng)活塞做功。在這過程中，燃料的熱能只有1/3左右推動(dòng)活塞做功，絕大部分是從缸套把熱能傳遞給了冷卻液，再傳遞到空氣中。

冷卻的原因很簡單，因?yàn)榻饘俚奶匦�，發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件是活塞連桿機(jī)構(gòu)，缸體，曲軸。其中活塞是由鋁合金制作，頂部加耐熱涂層，曲軸，連桿基本是鑄鐵，合金鋼等。鋁合金的極限耐溫點(diǎn)為350℃左右，鑄鐵為450℃左右，超級耐溫合金為1000℃左右。所以，必須時(shí)刻保證這些金屬核心零件的溫度必須保證在極限溫度點(diǎn)之下，不然就會熱變形，導(dǎo)致零件損壞，發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)廢。

而陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)就解決了上述問題: 

1.熔點(diǎn)高

一般金屬的熔點(diǎn)為1400℃左右，而常規(guī)的陶瓷熔點(diǎn)在2000℃以上，在高溫下具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性，同時(shí)陶瓷的熱膨脹系數(shù)比金屬低，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，陶瓷具有良好的尺寸穩(wěn)定性。 

2.硬度大

陶瓷的硬度為1500HV以上，而一般的合成金屬為400HV左右，而且陶瓷的隔熱性非常好。由于陶瓷材料的耐熱溫度，隔熱性，活塞的工作溫度大大提高，從1000℃左右可以提高到1300℃左右，熱效率提升30%左右。 

3.穩(wěn)定性好

陶瓷在1400℃左右的溫度下保持良好的穩(wěn)定性、物理、化學(xué)性能，不變形，不腐蝕。這樣就不需要對活塞，缸套，缸蓋進(jìn)行冷卻，也就不需要冷卻系統(tǒng)及零件，可以減輕整車重量100KG左右。

4.密度小

陶瓷的密度小，重量輕。相比傳統(tǒng)的鋁合金活塞，鋼制連桿，陶瓷，活塞連桿可以減輕重量約一倍。這樣活塞的運(yùn)行速度就可以得到極大提高，功率至少提升1/3。這對追求極速的F1來說，是非常好的前景技術(shù)。 

5.耐腐蝕性好

陶瓷高溫下不易氧化，并對酸，堿，鹽具有良好的抗腐蝕性。從這一點(diǎn)看，燃油的選擇范圍將大大提高，可以選擇較差燃油品質(zhì)的燃油。

既然陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)相比傳統(tǒng)的金屬發(fā)動(dòng)機(jī)有更大優(yōu)勢，那為什么沒有得到普及和量產(chǎn)呢？

答案只有兩個(gè)字：脆性！

脆性是陶瓷難以克服的缺點(diǎn)，那些試驗(yàn)用的陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)所用的陶瓷材料，都采用高純度人工合成，利用精密控制工藝燒制，工藝復(fù)雜，成本也較高，但脆性也沒有得到根本的解決。 

但目前有一種新興技術(shù)，通過納米化，易碎的陶瓷可以具備和塑料一樣的韌性，陶瓷基納米復(fù)合材料中納米粒子主要彌散與基體晶粒內(nèi)或晶粒間，其作用不僅可以提高力學(xué)性能，更能使其基體材料的強(qiáng)度和韌性提高2-5倍，而且可以改善硬度、強(qiáng)度及其抗疲勞破壞性能。

不過，目前納米陶瓷還有許多關(guān)鍵技術(shù)問題需要解決，但納米陶瓷的制備已經(jīng)較為成熟。新的工藝不斷涌現(xiàn)，相信隨著研究的不斷深入，納米陶瓷會更加完善，完全可以取代金屬的那天指日可待。相信不久的將來，納米陶瓷技術(shù)在汽車中的運(yùn)用會掀起一場汽車革命。