冠军机车的顶尖气门,是如何炼成的?

来源:仙源乡新闻网      发布时间:2026-04-13 05:23:09     

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冠军机车的顶尖气门,是如何炼成的?
  一颗直径仅4毫米的气门,装到摩托车发动机上,能否“扛住”800摄氏度的高温?当气门材料的密度,被“压缩”到比常用钛合金还轻时,会给赛车带来什么变化?   3月底,世界超级摩托车锦标赛(WSBK)葡萄牙站中量级组别赛场上,成立仅两年的中国品牌张雪机车夺冠,打破了国外品牌对该组别长达数十年的垄断。领先近4秒冲线的那一刻,这些问题,有了具象的答案。   广东佛山,季华实验室(先进制造科学与技术广东省实验室)研发团队二十年磨一剑,为冠军机车锻造出顶尖气门。   “对摩托车来说,发动机是‘心脏’,气门是‘呼吸系统’,进气门控制空气进入气缸,排气门排出燃烧后的废气,一进一出决定了发动机的动力输出。”实验室材料科学与技术研究部主任李小兵介绍,“排气门在高温下的工作性能,往往影响比赛成绩”。   走进季华实验室中试车间,高端数控机床低声闷响,传送带稳稳滑动、机械手灵活运转。工作台上,两根吸管形状、底下带个喇叭口的金属件,便是自主研发的钛铝合金气门。“2000年,我们在中国科学院金属研究所时,发现钛铝合金科研潜力大,陆续出了不少原创性成果。”研发团队学科带头人刘奎说。   2021年5月,研发团队来到季华实验室,依靠当地的制造业优势和产业链配套,开始探索产业化之路。后来,研发团队和张雪机车接触,发现了合作契机。“张雪机车在研制高转速大排量发动机时,传统材料重,转速上不去;钛合金降低了密度,但不耐高温。当时,我们也在找新材料的应用场景,合作一拍即合。”   经过一年,研发团队成功攻克了细杆钛铝合金气门稳定成型工艺。换上新气门的发动机,转速可以稳定达到1.4万转/分钟,相比传统材质每分钟至少提升1000转,带来更优化的进排气效率。并且新材料可耐800摄氏度以上高温,性能更加稳定。   张雪机车需要三缸机、四缸机里的细杆径气门,“比起单缸机,直径虽然只小了1—2毫米,但对金属间化合物来说,越细越容易开裂,产业化难度提升了几个数量级。”李小兵说。走热轧路线,但“一做就裂”;国际通行的“包套挤压”成本高,很难推向市场;尝试热挤压工艺,一直没有突破……从模具、润滑剂、加热温度到退火工艺,研发团队一步步摸索、改进,最终实现了细杆钛铝合金气门的可控制造。   夺冠后的张雪机车,又向实验室下了批量化的气门订单。“新产品要量产供应民用市场,成本至关重要。我们已经孵化了新材料有限公司,不断改进工艺,让气门生产的品质更稳定、良品率更高。未来新材料还有望拓展到刹车盘、航空发动机叶片等领域。”李小兵说。   作为首批建设的广东省实验室之一,季华实验室累计申请发明专利达3026件,孵化企业25家,其中国家级专精特新“小巨人”企业3家,相关企业产业规模超50亿元,探索构建产学研用全链条创新生态。   (冯媛参与采写)   记者 贺林平   《人民日报》(2026年04月11日 第 06 版) 【编辑:李润泽】

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