[01332827]仿生非光滑缸套活塞关键技术研究与开发

本课题是吉林省科技发展计划重大项目，课题编号：20061101。技术原理：根据仿生学原理，模仿蚯蚓生物耦合耐磨功能，研发出提高运动副表面耐磨性的仿生耦合耐磨技术，开发出具有仿生耦合功能的非光滑活塞，改善了活塞润滑条件，减轻了活塞与缸套系统的摩擦磨损。计划主要技术、经济考核指标：（1）仿生非光滑活塞设计与优化技术；（2）仿生活塞/缸套系统减阻耐磨技术；（3）仿生活塞/缸套系统润滑与摩擦的模拟仿真技术；（4）仿生缸套/活塞系统较传统的提高耐磨性20～30％。与国内外同类技术比较：仿生非光滑技术在内燃机中的应用研究，国外也在积极探索，德国、意大利已在主战坦克的发动机缸套上采用，可提高缸套使用寿命50％以上。但在缸套上应用非光滑技术，加工难度大，机油耗高，HC和微粒物排放恶化，难以在车用发动机上推广。本项目首次在活塞上应用仿生非光滑技术，解决了活塞缸套系统的摩擦磨损问题，改善了排放和燃油经济性，效果更加明显。仿生活塞可以实现减阻、耐磨、减排和节耗多重功效。应用领域为汽车、拖拉机、船用动力等动力机械。节能、减排和延寿是汽车发动机不朽的主题，并随着汽车产量和保有量的上升，成为刻不容缓的问题。我国是一个能源贫乏国家，开发低能耗的摩擦副，将会提高能源利用率，减少石油进口量，对于缓解我国能源进口压力具有十分重要的意义。仿生活塞可减少使用燃料，如有10万台发动机采用该技术，每台车每年行驶5万公里，百公里油耗8升，节约运动副能耗10%，可节约油耗1%。以汽油市场价5元／升计算，每年可以节约燃料费2000万元，减少燃油消耗近4000吨。仿生活塞改善了活塞缸套系统的润滑状况，使活塞磨损量减少35％以上，活塞环的开口间隙平均减少33％，延长了发动机的使用寿命。可见仿生活塞可以实现减阻、耐磨、减排、节耗多重功效，是具有自主知识产权的专利产品，具有很强的市场竞争力，很快会被市场接收。项目不但为国内用户提供高效、绿色环保的先进汽车发动机零部件，而且可以在环境保护、资源利用方面取得很好的社会效益，是开辟新型绿色环保先进汽车发动机零部件产品的新方法。全国内燃机保有量约2亿台，以汽车为例，汽车行业是国民经济的支柱产业，我国汽车年产量已达580万辆，汽车保有量约6000万辆，摩托车保有量超过7000万辆，所以项目市场容量巨大。