21世紀(jì)以來，全球?qū)μ寂欧诺囊笥l(fā)提高，汽車行業(yè)在這其中尤為重要。一方面，在汽車制造領(lǐng)域，采用節(jié)能設(shè)計能夠顯著降低碳排放，達到生產(chǎn)限制標(biāo)準(zhǔn)；另一方面，對于普通客戶來說，節(jié)能設(shè)計可以促使油耗更低，從而真正貫徹節(jié)能減排的正確理念。
汽車業(yè)節(jié)能減排是一個系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化問題。大到發(fā)動機，小到一個組裝零部件，F(xiàn)ederalMogul（輝門）作為發(fā)動機核心部件的領(lǐng)先供應(yīng)商將節(jié)能減排的關(guān)注點放在了密封件——油封上。
輝門公司始創(chuàng)于1899年，公司總部位于美國密歇根州的薩斯菲爾德市，是一個全球性汽車零配件制造供應(yīng)商。近年來，輝門通過研發(fā)一款低摩擦油封（其稱之為MicroTorq®），為汽車發(fā)動機減少功率損耗，節(jié)能減排提出了新的解決方案。該MicroTorq®油封技術(shù)在北美榮獲2015年度PACE獎，在北美汽車行業(yè)，PACE獎意味著高技術(shù)含量的批量產(chǎn)品以及節(jié)能減排方面所做的貢獻，那么一個小小的油封能夠起到多大的作用呢？據(jù)輝門方面數(shù)據(jù)，該油封降低摩擦損耗可高達80%，且每臺發(fā)動機的CO2減排達到1.5g/km。
真的能達到如此可觀的效果嗎？要知道，內(nèi)燃機在工作時，將有超過70%的燃油能量由于伴生作用而損失。而油封作為動態(tài)密封件，它的功能一方面是將發(fā)動機的潤滑油封住不泄露，另一方面是防止發(fā)動機外部異物進入。由于跟運轉(zhuǎn)的軸持續(xù)接觸的原因，油封在工作中會不斷產(chǎn)生摩擦扭矩，功率損耗就一直存在。在這方面，輝門研發(fā)的MicroTorq®油封技術(shù)正是給客戶提供一種低摩擦的方案，目標(biāo)是降低油封本身的摩擦扭矩，減輕小油封和旋轉(zhuǎn)件之間的接觸摩擦力，從而達到降低油耗、減少排放的目的。
為進一步理解輝門MicroTorq®油封技術(shù)的細(xì)節(jié)，記者采訪了輝門動力總成密封件業(yè)務(wù)全球工程總監(jiān)SteveDavis。他介紹到，MicroTorq®油封技術(shù)具有五大產(chǎn)品特征。一是易于安裝的特性。大部分油封產(chǎn)品出現(xiàn)功能問題最后原因都指向安裝錯誤，MicroTorq®設(shè)計了輔助安裝的結(jié)構(gòu)特征以提高零件的可安裝性。二是靜態(tài)密封環(huán)。主機廠在油封裝配進整機后，會做在線氣密性檢測，檢驗發(fā)動機油封的密封性能，MicroTorq®油封在最靠近發(fā)動機內(nèi)側(cè)（油側(cè)）設(shè)置有連續(xù)的同心圓密封環(huán)，以此保證有效的氣密性。三是螺旋線輔助密封，位于主唇上，是一個連續(xù)的螺旋線結(jié)構(gòu)。通過泵油效應(yīng)，把發(fā)動機里的油泵送回去，和市面上PTFE油封的原理一樣。四是MicroTorq®油封在主唇的末端集成設(shè)計了一個防塵唇，采用連續(xù)的同心圓密封環(huán)，有效把外面的灰塵、垃圾甚至污水擋在發(fā)動機曲軸箱外面。五是MicroTorq®油封最重要的一個創(chuàng)新性的設(shè)計雙支點柔性截面。曲軸在運轉(zhuǎn)過程中并不是非常穩(wěn)定的圍繞一個同心圓進行運動，而是存在擺跳的，MicroTorq®油封兩個可以變化的支點，可有效減小旋轉(zhuǎn)軸運轉(zhuǎn)過程的擺跳對油封密封性能的影響，在發(fā)動機運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)范圍之內(nèi)，可保持主唇這一部分的接觸密封力維持一致，從而允許在原始設(shè)計的時候可適當(dāng)減小接觸力，接觸力變小，摩擦損耗自然減少。而市場上其他的低摩擦油封則不具備這個特性，SteveDavis說到。
很顯然，一些細(xì)節(jié)問題，記者仍然存在疑問：在乘用車以及商用車領(lǐng)域，小型化發(fā)動機以及重型發(fā)動機領(lǐng)域，MicroTorq®油封的適用性以及優(yōu)勢是什么、成本價格方面又相比市面上普通的低摩擦油封具有競爭力嗎？補充一點，MicroTorq®這個產(chǎn)品還有另外一個特殊點，SteveDavis說到。它本身的徑向厚度和軸向?qū)挾仁潜葌鹘y(tǒng)油封尺寸可以做到更小，帶給客戶直接的一個好處是發(fā)動機設(shè)計上的靈活性。MicroTorq®油封可以迎合客戶發(fā)動機的設(shè)計，為小型化提供了更有利條件。SteveDavis談到重型發(fā)動機時說，大發(fā)動機曲軸的尺寸較大，包括零部件表面的質(zhì)量、曲軸擺跳的值都會比小汽油機情況更復(fù)雜，油封可以通過設(shè)計上相應(yīng)的調(diào)整以及集成一套輔助防塵唇以此來適應(yīng)重型發(fā)動機苛刻的使用環(huán)境。據(jù)SteveDavis透露，輝門目前正在和一家全球性的重型發(fā)動機廠商進行合作，試驗結(jié)果很樂觀。價格競爭力方面，SteveDavis說到，不止在中國，過去一年內(nèi)，我們在各個區(qū)域報價的時候，MicroTorq®一直都是非常有競爭力的。
據(jù)記者了解，MicroTorq®油封業(yè)務(wù)在中國區(qū)的布局也在加快，輝門方面將會在今年12月攜國內(nèi)首條MicroTorq®油封生產(chǎn)線在南昌工廠到位，2017年初將遞交OTS件供客戶考核。到2021年，全球產(chǎn)量將達到1000萬以上，其中有接近1/3會在中國南昌工廠生產(chǎn)，供應(yīng)本地的市場。
當(dāng)今汽車工業(yè)，發(fā)動機制造商持續(xù)面臨嚴(yán)苛的燃油經(jīng)濟性和碳排放強制標(biāo)準(zhǔn)的挑戰(zhàn)，他們需要不斷對發(fā)動機設(shè)計進行調(diào)整以滿足減排要求，行業(yè)在此方面需要提出創(chuàng)新性的貢獻。
