辉门公司 (NASDAQ:FDML) 开发出了能够满足高性能柴油发动机使用要求的高强度、高耐热性能的铝活塞.BMW 率先在其3.0 升并配置了三个涡轮增压器的柴油发动机(N57D30S1)中使用了此活塞_该发动机的升功率达到了 93kW/l (124bhp/l) _是世界上动力最强的轻型柴油发动机.

目前各个顶级汽车制造商都在开发更高性能的柴油发动机_以提高动力性能、减少二氧化碳排放和提高燃油经济性_但高于 90kW/l 的升功率输出给活塞设计带来了巨大挑战.辉门动力总成部技术和创新副总裁Gian Maria Olivetti 表示_“提高升功率输出产生了更高的机械负荷和温度_这让活塞的散热性与其强度变得同等重要.我们的铝活塞可以在比以前更高的热力和机械负荷工况下有效运行_而不会有钢活塞存在的发动机油裂解和积碳形成的危险.辉门利用自身的工艺和材料专业知识生产出具有较高耐久和热力学性能的铝活塞_从而满足高性能柴油发动机的需要.这些改进意味着铝活塞在未来一段时期内将继续保持在轻型柴油发动机领域的领先地位.”

针对铝活塞的一项创新性设计是辉门公司的 Durabowl® 工艺_其使得燃烧室喉口边缘得到强化_从而可以承受更高的机械负荷和热负荷.提高位置的内冷油道设计则改善了活塞的热力学性能_而辉门研发的两维 (2D) 超声波检测工艺对于该技术的实现不可或缺.

辉门的 DuraBowl 工艺通过再次熔化活塞燃烧室喉口周围的合金_使得铝合金的金相组织更加细化从而提高材料的疲劳强度.为确保对关键参数的控制_每个燃烧室都使用公司专有的电涡流工艺来检测金属表面下的缺陷.

提高位置的内冷油道技术使冷却机油达到尽可能靠近活塞燃烧室的地方_以获得最大的冷却效果.辉门活塞产品设计总工程师Arnd Baberg先生表示：“冷却液的作用使得活塞更耐久并减少了内部摩擦.该技术对于帮助主机厂开发更高效、更加紧凑型柴油发动机_从而改善燃油经济性和二氧化碳排放起着重要作用.”

要将内冷油道布置在距离活塞喉口和燃烧室距离较近的地方_需要大幅提高铸造工艺的精度和可靠性.辉门已经研发了一项新的 2D 超声波检测技术_使得公司对铸造工艺有了更深入的了解并实现对质量更加严格的控制.

Baberg先生还表示：“标准的一维超声波检测技术可以检测出缺陷但不能量化其尺寸和位置.” “辉门的 2D 超声波工艺在 30 秒内即可以提供 125_000 个数据点.使用该技术_辉门工程师可以准确判断缺陷的尺寸和位置_为优化铸造工艺提供宝贵数据.这些非破坏性测试得出的详细数据还保证了高精度产品成品零件的质量一致性.”

辉门通过剖析几百个活塞_然后比对超声波检测图像与破坏性测试方法获得的结果来验证该技术.经过大量的研究辉门成功开发了相关应用软件并确定了许多关键实际参数（如探头尺寸、波长、光束几何和焦距）.

该新产品活塞由位于德国纽伦堡的辉门铝活塞研发中心和工厂开发.公司生产各种轻型和重型柴油发动机使用的钢活塞和铝活塞.