密封和防护——JMG公司垫片技术稳步发展

通过采用先进的垫片密封技术，使新一代内燃机的高效化与小型化成为可能。

在内燃机中，垫片通常是1类容易被忽视的零部件，但实际上却扮演着重要角色。垫片可用于提供密封功能，以保持系统内部压力，从而阻止废弃物进入系统。技术成熟的垫片具有较为可靠的性能，同时能维持缸内压缩比，使整机维持正常运转，并且不会出现过热现象。性能良好的垫片能够有效推动发动机高效化和小型化进程的发展。

成立于1980年的日本金属垫片（Japan Metal Gasket）公司长期为发动机行业供应垫片，通过提供可靠的密封产品以确保发动机的耐久性。研究人员对垫片结构进行了精细化设计，使发动机的缺点逐步改善。

公司最初推出的是MetalFit金属垫片，研究人员将其布置在1台发动机的缸盖和缸体之间，并会在弹性金属板上形成凸筋。通过采用凸筋和止挡层（stopper），研究人员能有效阻止气体、润滑液和冷却水的泄露。

JMG公司的设计副经理Toshiyo Tabata提到，MetalFit金属垫片在很多方面都优于传统的软垫片，包括热抗性、回弹性、热传导性和耐久性。MetalFit金属垫片同样也能促进发动机性能的逐步优化，并进一步减小发动机的尺寸和质量。这些特性是当今汽车行业的需求。通过采用更多新技术，如阻止缸孔变形的技术，JMG公司旗下的研究人员可以研发出精度更高的金属垫片，并且能够在负荷更高的工况下运行。

从汽车行业的需求出发，JMG公司旗下的研究人员开发出了1款新型金属缸盖垫，并提供了1个双密封结构，同时配备有薄垫片和金属扣眼。

目前，JMG公司主要关注的是印度等发展中国家的新兴市场。Tabata提到，以印度为代表的发展中国家仍然对内燃机有着较高的依赖性。JMG公司在印度与Sankar Sealing Technologies公司进行了合作，并成立了合资企业，该合资企业可在当地生产垫片。JMG公司的管理人员认为，印度国内市场将有着广阔的发展前景。

随着行业的不断发展，Tabata也逐步认识到开发混合动力车型的重要性，同时也相信该类车型将随着小型、高负荷内燃机技术的不断优化而得以持续发展。通过采用JMG公司的垫片和密封技术，内燃机能具有更高的热效率，在高负荷工况下也会具有更好的耐久性。

近年来，内燃机制造商在不断追求更高的热效率。目前，研究人员为内燃机热效率设定的预期发展目标为50%，但Tabata对此提到，内燃机的实际热效率仅为38%。在该情形下，可通过采用稀薄燃烧技术或抗爆燃技术来进行优化，然而该方案会使燃烧控制过程更加复杂，并且会降低发动机的运行稳定性。

Tabata提到，垫片的压缩和回弹性能很重要，目前的研发目标是改善凸筋板上疲劳应力的耐久性。

项目得到了来自日本政府的支持，JMG公司的研究人员对如何在凸筋及缸盖垫上控制残余应力的过程进行了重点研究。JMG公司的管理人员提到，该项研究对于汽车行业而言是首次纪录。目前，JMG公司的研究人员已充分掌握了如何使内燃机垫片不会出现裂纹，以及如何能使缸盖垫不受燃烧过程影响的方法。

Tabata提到，针对上述问题的解决方案是着重减小凸筋区域金属板表面的残余应力。通过采用这种方案，JMG公司旗下的研究人员能够将金属板的抗疲劳性提升到原有的1.4倍。Tabata对此解释道，在凸筋波谷区平滑的表面区域受到应力作用后，其在凸筋成型板上产生了疲劳裂纹。因此，JMG公司旗下的研究人员开发出了1种特殊的凸筋成型工具来避免表面刺激现象的出现。

密封带也有着较高的重要性。JMG公司旗下的研究人员在垫片表面涂覆了涂层，但发动机自身材料的粗糙度也会引发一系列问题。为此，研究人员已经研发了1种可用于改善粗糙度的方法，并且开发了2种涂层以供客户选择。

未来，JMG公司旗下的研究人员将进一步改善凸筋性能，同时会对橡胶涂层密封带进行开发。

作者： KARL VADASZFFY

整理：王少辉 

编辑：伍赛特