由极细颗粒碳组成的活塞及其生产方法

本发明涉及由极细颗粒碳组成的活塞及生产活塞毛坯的方法，和 用于生产活塞的聚芳族化合物中间相粉末。

特殊的铝合金目前用作内燃机的活塞材料，其缺点是，它的密度 较大，要求较高的生产精度，并且不管怎样，其都表现出较高的磨损 量。

有人建议使用炭活塞以便获得密度较小的活塞，从而有利于物质 补充并减少磨损。而且，还可以减少废气中的污染物。

这样的内燃机要求碳材料经改进不仅具备改善的机械性能，而且 具备特殊的热一物理性能，特别是高的导热性。后一要求的原因是在柱 筒内的燃烧过程可导致结果为过热的所谓的“爆震”。铝合金的活塞 热导率大约为140-160W/mK。如果碳材料取代铝合金用于制备活塞， 必须要求碳材料的热导率至少为60W/mK。而对弯曲断裂强度的最低要 求是其值大于120兆帕，同时Weibull参数大于20。

从生产碳和石墨材料的技术中知道：较高的弯曲断裂强度和较高 的热导率的要求是相互矛盾的，后者只有通过2500℃或更高温度的高 温处理才能获得。而如此高的温度致使石墨晶格重结晶，从而大大地 损害了机械性能，如弯曲断裂强度。

已建议碳和石墨材料用以下过程生产：将颗粒化碳材料(如焦碳， 碳黑，或石墨)与粘合剂进行混合，密实，和随后碳化，粘合剂通常为 热塑性树脂。为了获得石墨材料，紧接着进行温度超过2500℃的高温 处理。该方法仍然具有上述缺陷。DE3034359C2提出了一种生产碳材 料的过程，该过程包括：粉磨焦碳，加入粘合剂树脂成型，在第一焙 烧阶段在450-700℃下焙烧成型体。用树脂再一次浸渍焙烧后的材料， 为此必须进行预冷却；随后在第二焙烧阶段在至少1000℃下再一次焙 烧浸渍后的材料使其碳化，其中，随后的进一步石墨化步骤可在高达 3000℃的温度下进行。

已知方法因混合和特别是由于要用树脂进行浸渍而特别耗费，因 为在第一焙烧阶段之后要求进行中间冷却。很长时间的浸渍和加热时 间致使效率比较低下，后者常常进行数天。所获得的碳材料不用于活 塞，而且也不适用于活塞，因为弯曲断裂强度远远低于所要求的数值。

DE493758A1也描述了一种通过使焦炭与树脂粘合剂混合而生产石 墨的过程。其公开的方法也极其昂贵。所用的焦炭粉末要求平均粒径 为1微米或更小，从技术角度看，这实际上是不切合实际的。与树脂 混合必须在增压条件下通过捏炼来进行，并且必须冷却混合物并再一 次将其粉末化，从而使其平均粒径为4微米。只有这样的粉末才能被 密实。由于高达2800℃的最终热处理温度，该材料的热导率肯定会高 达60W/mK的等级。尽管其没有说明。

还有，有人建议使用用碳纤维增强的碳(CFC)，(例如 WO97/32814A1)。由于使用碳纤维和本身生产成本较高，因为该基体通 常是通过从气相中内部气孔分离而形成，这样的材料将极其昂贵。所 以这样的材料不适合于经济地生产能与铝活塞相媲美的活塞。在使用 期间的性能也就更不知道了。

也有人建议生产以聚芳族化合物中间相为基础的碳材料。

Wolf,R.等人“无粘合剂的碳-中间相用于生产高强度石墨的进 展”(“Development of Binderless Carbon-Mesophase for Production of Hight Strength Graphites”)(Mater.；Funct. Des.；Proc.Eur.Conf.Adv.Processes Appl.,5TH(1997),volume 2, 2/341-2/344.Editor(s):Sarton,L.A.；Zeedijk,H.B.,Publisher: Netherlands Society for Materials Science,Zwijndrecht, Netherlands)描述了一种弯曲断裂强度为75-125兆帕；热导率为 45-60W/mK以及15W/mK的碳材料。有人建议将该热导率为45-60W/mK 的材料用作内燃机的活塞，然而，它们具有低至例如0.625％的弯曲 伸张率(用Hooke’s法则由弯曲断裂强度和弹性模量估算)。

Moergentaler,K.D.“由高度刚性极细颗粒碳材料在轮廓上接近地 生产内燃机用活塞的技术进展”(“Die Entwicklung einer Technologie fuer die konturnahe Herstellung von kolben fuer Verbrennungsmotoren aus hochfesten Feinstkornkohlenstoffen”) (Werst.Verkehrstech.,Editor(s):U.Koch,Publisher:DGM Informationsgesellschaft,Oberursel Symp.2,Werkstoffwoche’96, (1997)Meeting Date 1996,67-72)公开了一种名为CARBOSINT的原 材料，据称该材料具有与聚芳族化合物中间相粉末相似的性能，然而， 该原材料致使形成极硬的和极脆的碳材料。高的硬度要求极严格的加 工，从而致使这些碳不太适合作为活塞进行大量生产，也因为这样的 材料的脆性而不适用。CARBOSINT具有97％不溶于甲苯的组分(TI) 和57％不溶于喹啉的组分(QI)。因此，不溶于甲苯的组分与不溶于 喹啉的组分之差为40％。在烧结后，比较小的烧结体表现出181-197 兆帕的三点弯曲断裂强度。尺寸为90×90×110毫米的比较大的准静 态压制体在石墨化处理后表现出148-152兆帕的三点弯曲断裂强度， 其中加工时间需要3个月(化学评论(Chemische Rundschau),volume 46,Edition 13,page 3；Carbon for Pistons-New Material for Combustion Engines)。从技术角度和经济角度来看，这些结果说明这 样的材料是完全不能使用的。

根据Wolf,R.等人“适合用作工业方法原材料的中间相粉末的确 定”(“Determination of Suitable Mesophase Powers as Raw Materials for the Industrial Process”)(Extended Abstracts, International Carbon Conference,Essen,June 1992,page 964-966)所述，通过烧结聚芳族化合物中间相粉末而获得的材料三点 弯曲断裂强度为90或120兆帕，而热导率为60或50W/mK。后一情况 是硼含量为10％的含硼材料。该材料的弯曲断裂伸长率仅为0.69和 0.67。在上述所有建议中，活塞都必须用固体材料生产，而这些材料 由于需要费很大的劲进行加工，因而从经济上看，它们无法与铝活塞 相抗衡。

Huettner,W.等人“Entwicklung von kolben aus Feinkornkohlenstoff,”in Erdoel,Erdgas,Kohle,volume 2, February 1991,pages 81 ff也讨论了以中间相为基础的细颗粒碳， 这些碳没有石墨化时，就已具有45W/mK的热导率和140兆帕的弯曲断 裂强度。没有高温/石墨化处理的碳非常易于氧化，所以它们不适合作 为活塞材料。

本发明的目的是提出一种内燃机活塞及其生产方法，和能够消除 上述缺陷的合适的原材料。

根据本发明，本发明的目的由用极细颗粒碳组成的活塞来实现， 其弯曲断裂伸长率大于0.8％，平均层间距离c/2小于0.35纳米，在c 方向上的平均晶粒粒径大于5纳米，热导率至少为10W/mK，其中，活 塞尤其基于轮廓相近的准静态压缩的聚芳族化合物中间相 (Polyaromaten-Mesophase)活塞毛坯，该毛坯被进行高温处理。

为了实现上述目的，本发明也提出了由极细颗粒碳组成的活塞毛 坯的生产方法。该方法包括以下步骤：

a)将聚芳族化合物中间相粉末压缩为活塞毛坯，其几乎具有最终 的形状；

b)在常压下和非氧化气氛中将毛坯加热到900-1300℃的温度下， 并保持在该温度下(进行烧结)；

c)对由b)过程形成的成型体进行高温处理，其中将其加热到 1400-2400℃，并在该温度下保持2-20小时(石墨化)；和

d)将成型体冷却至室温，冷却速度小于4K/分钟。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种用于生产活塞毛坯的聚 芳族化合物中间相粉末，其特征在于：

a)其具有≥85重量％；优选≥88重量％的不溶于喹啉的组分；

b)其具有≥90重量％；优选≥93重量％的不溶于甲苯的组分；并且 进一步的特征在于：

c)粉末在非氧化气氛中和常压下直至1000℃的烧结后形成成型 体，其具有大于90重量％烧结前质量的质量剩余量。

本发明提出了一种活塞，其除了具有权利要求1中所述的那些参 数外，特别是还具有大于0.8％的高弯曲断裂伸长率。这种活塞在永 久性操作中具有高稳定性，并且可使经济可替代的、接近最终轮廓制 成的活塞得到实用成为可能，其在内燃机，燃烧设备或往复式压缩机中 永久性使用或广泛使用。特别是用所要求保护的粉末，并按照方法权 利要求的特征可方便地生产这样的活塞。

本发明用于生产活塞毛坯的聚芳族化合物中间相粉末在烧结期间 会有低的质量损失。这对于经济性的生产过程来说是重要的，因为较 低的质量损失可允许烧结速度较高，此外由此使得将毛坯的形状成为 几乎是其最终的形状成为可能。粉末还表现出高的烧结活性，以使在 烧结后，获得相关的机械性能如高的弯曲断裂强度和特别优异的弯曲 断裂伸长率。还有，粉末具有高的结晶预排列，以使得甚至在较低的 温度下进行高温处理时热导率仍然高。这一标准具有双重重要性。特 别是与用树脂混合的浸渍的碳相比，使用本发明中间相粉末具有非常 好的优点，因为在第一焙烧步骤或预烧结后，不要求冷却以浸渍树脂， 而且成型体在预烧结温度下作暂短停留后即可进一步加热至烧结温 度。

对最终处理温度的限制大大增加了该方法的经济效益。而且，弯 曲断裂强度和弯曲断裂伸长率并没有明显的损失。本发明方法使得可 大量生产与铝活塞相媲美的碳活塞。此外，热处理，特别是石墨化高 温处理可在较低的温度下进行，而且可将升温速度提高，这样就有助 于降低生产时间和减少成本。

在本发明另一个优选的技术方案中，活塞热导率大于20W/mK，而 小于60W/mK，优选地小于45W/mK。令人吃惊的是，甚至正好热导率低 至小于60W/mK或45W/mK的活塞在永久性使用期间也根本不会表现出 专家所担忧的缺点，相反其性能在长时间内保持优异，只要满足权利 要求1中所述的其他限制就行。

在另一个优选的技术方案中，活塞弯曲断裂强度至少为120兆帕， 优选大于140兆帕，而弯曲断裂伸长率大于0.9％，优选大于1.0％。

在另一个优选的技术方案中，在c方向上平均晶粒粒径大于10纳 米，优选大于15纳米。在另一个方案中，活塞可包括小于0.15重量 ％，优选小于0.1重量％的在活塞操作条件下可对碳氧化进行催化的 元素，它们特别是来自于过渡金属，碱金属或碱土金属元素。而且， 活塞可包括小于2重量％的在活塞操作条件下可对碳氧化进行抑制的 元素，如硼，硅和磷。活塞的容重最好大于1.75克/立方厘米，优选地 大于1.80克/立方厘米。

在本发明方法优选的技术方案中，使用了具有上述性能的聚芳族 化合物中间相粉末。对聚芳族化合物中间相粉末的压缩处理优选地在 至少为80兆帕的压力下进行，以便使毛坯制品的密度大于1.25克/ 立方厘米。

在温度处理时，通常将毛坯制品加热至烧结温度并在该温度下保 持最长120小时，优选最长50小时。

在优选的实施方案中，首先将毛坯制品加热到350-450℃之间的某 一中间温度并在该温度下恒温达1.5-5小时。加热到350-450℃之间 的某一中间温度通常所需时间为4-40小时，优选地最长为20小时。

将毛坯制品从上述中间温度进一步加热到烧结温度通常所需时间 为10-90小时，优选地最大为40小时。

在优选的技术方案中，将成型制品加热到烧结温度，并在该温度 下恒温直至10小时。

优选地以0.1-2K/分钟的加热速度加热压制后的毛坯制品。根据本 发明的加热和保温时间大大短于现有技术中的时间。本发明可以较高 的加热速度来操作。

在本发明进一步的重要教导中，温度优选地不是按恒速增加的， 而是被分为不同的加热速度。优选地将预烧结后的毛坯制品加热到为 900-1300℃的烧结温度，在不同的温度区，其加热速度不同，二者的 关系为1∶5-1∶1，其中第一温度区延伸至600℃，第二温度区延伸至最 终的烧结温度。

在本发明优选的技术方案中，烧结成型体首先被冷却，接着进行 石墨化。为了达到这个目的，优选地以0.1-2K/分钟的速度将成型体 加热到石墨化的温度。

在石墨化后将毛坯冷却，最好再使毛坯进行精机械后处理和精化 学后处理，以赋予活塞最终的形状和/或调节其性能。由于毛坯成型接 近最终形状，冷却后的毛坯很接近其最终的形状，所以最终的成型只 需进行稍许后加工。特别是不需要对毛坯内部中空的空间进行后处理。

本发明优选的粉末特征在于：

a)比重计测得的密度大于1.4克/立方厘米；

b)氧含量小于3重量％；优选小于2重量％；

c)灰余量小于0.25重量％，优选小于0.2重量％；

d)粒径分布积累曲线中，平均粒径d50为3-12微米，优选为5-10 微米；

e)粒径分布积累曲线中，粒径d≥20微米的粗颗粒部分小于5％。

本发明还涉及由极细颗粒碳组成的活塞在内燃机，特别是由汽油， 柴油，或气体驱动的内燃机和往复式压缩机中的应用。

从权利要求书和以下本发明优选技术方案描述中，并结合附表和 附图，可看出本发明的其他优选技术方案和特征。

表1说明优选的中间相粉末的数据；

表2说明烧结和高温处理后活塞的性能；

表3-5说明实施例3-5的活塞与铝活塞相比较的数据；

图1说明运转时间-磨损曲线；

图2说明小尺寸和中尺寸活塞的烧结程序的曲线；

图3说明大尺寸活塞的烧结程序的曲线。

表1说明生产活塞所特别优选的聚芳族化合物中间相粉末。表1 中没有表现出烧结期间的质量损失，因为它取决于待烧结部件的体积、 在粉末压缩时所用的压力，以及在烧结期间的加热速度。优选的粉末 即使在最不好的条件下，例如成型体厚度仅为10毫米的条件下也能表 现出：在例如为100-200兆帕的宽的压制压力范围内，在例如为 0.1-1.0K/分钟的宽加热速度范围内，在烧结至1000℃后，质量损失 明显小于10重量％。在生产活塞的常规条件下，质量损失通常为 9.5-9％。这一数据大大小于迄今所公开的聚芳族化合物中间相粉末的 质量损失。

对单轴压缩厚度大约为10毫米的立方形试块中的本发明粉末进行 研究。用100-150兆帕的压力进行密实，并在常压下和非氧化气氛中， 以0.5K/分钟的恒温加热速度将试块烧结至1000℃。保持时间为2-15 小时。随后以1K/分钟的速度将烧结后的试块加热至1800-2200℃。在 最后的温度下保持时间为2-10小时。再以低于4K/分钟的速度将它们 冷却至室温。随后测定机械性能，热导率和结晶预排列情况。机械性质 测试表明与烧结后的强度相比，抗弯曲断裂强度到1800℃时通常仍保 持不变。该数据为115-145兆帕。与文献记载一致，弹性模量在2200 ℃之前表现出单调降低。弹性模量的降低到1800℃时达到最大，并且 伴随弯曲断裂伸长率与烧结后的数据相比表现出令人吃惊的增加。弯 曲断裂伸长率在烧结后典型地从0.5-0.65％增加到大于0.8％，通常大 于0.9％。然而在温度大大超过1800℃时，弯曲断裂伸长率降低。

以这些发现为基础，相对于机械性能，最佳的最终热处理温度为 1800℃左右。因此在1800℃的热处理后，测试试样的热导率，其表现 出热导率为22-35W/mK，这取决于用不同的压力密实粉末的状况以及 在最终1800℃的温度下的保持时间。对同一样品进行X射线检测证明 (c/2)平均层间距离最大为0.346纳米，而垂直于层平面(Lc)的晶 粒平均粒径最小为10纳米，平均为15纳米。这些结果证实：由特定 的聚芳族化合物中间相粉末生产的碳具有再结晶能力。

下面所述的内燃机活塞的生产是以这些发现为基础的。

生产用于双冲程内燃机的最终直径大约为40和52毫米的活塞， 和生产用于四冲程内燃机的最终直径大约为65和80毫米的活塞。通 过用100-150兆帕的压力进行准静态压缩压制成型，从而使形状几乎 接近最终的形状，并在常压下和非氧化气氛中烧结活塞。烧结期间的 温度程序应适应于活塞的尺寸。对于直径不超过65毫米的活塞而言， 最终温度大约为1000℃时，时间应小于1.5天；而对于直径直至大约 为80毫米的活塞而言，时间应小于2天。在此如所希望的涉及高加热 速度或短烧结时间。由于该加热速度，与现有技术相比，该方法的经 济可行性得以论证。活塞在烧结后被冷却至室温，并在1800℃的高温 炉中进行最终处理。在不到1天的时间内将活塞加热到该温度。对最 终处理温度的限制和快速加热进一步有助于提高本方法的效率。1800 ℃的温度对炉结构的要求尤其低，并且与常规的最终热处理温度 2500-3000℃的温度相比，对炉施加的应力也大大降低，而这一常规温 度对于为使热导率至少为60W/mK是必需的。

在活塞烧结期间典型的温度程序包括几个先后进行的操作的步 骤。其实例是直径大约为65毫米的活塞(图2)烧结期间的温度程序。 以大约1.4K/分钟的平均加热速度将温度从室温增加到380℃左右的 温度，在该温度下保温时间为2小时。接着以大约1K/分钟的加热速 度将温度再提高到大约600℃的温度。在该温度和1000℃之间的平均 加热速度大约为0.8K/分钟。在1000℃时的保温时间大约为2.5小时。 以小于4K/分钟的速度将其冷却至室温。烧结之后再进行热后处理， 其中以大约1K/分钟的速度从1000℃开始增加到1800℃。在最终温度 下保温时间大约为5小时。接着以小于4K/分钟的速度将其冷却至室 温。对于直径较小或较大的活塞而言，应相应地调整一下温度程序。 意即对于直径较小的活塞，加热速度相应高一些，保温时间就相应短 一些，反之亦然。

图3说明直径大约为80毫米的活塞的典型烧结程序。图3中的温 度曲线基本上与图2相似，只是加热速度略低一些。还有，预烧结通 过在略高于400℃的温度下恒温一定的时间来进行。在烧结和1800℃ 高温处理后直径不同的各种活塞的性能表示在表2中。

以下实施例说明不同活塞的内燃机试验结果。与现有技术中所能 达到的结论相比，这些试验获得了令人吃惊的结果，用于双冲程和四 冲程内燃机的所有测试活塞仅除了中等热导率外表现出优异的特性。 而且没有在文献中记载的由中等至差的热导率所导致的爆震。而且， 内燃机效率得到了明显的改善，同时明显减少了废气中有害物的含量， 当然也就减少了燃料或油的消耗量。耐磨性测试表明在刚开始的数小 时之内初始磨损达到最小，其明显低于用铝合金制作的传统活塞。在 相同的条件下(双冲程内燃机，活塞直径为52毫米)对由非常细的晶 粒石墨(未进一步说明)组成的活塞进行试验表明其初始磨损量相当 高。本发明由于降低了最终处理的温度，所以本发明活塞表现出非常 好的性能。

具体的试验实施例描述如下：

实施例1

使用对应于表1中的聚芳族化合物中间相粉末，并以120兆帕的 压力以准静态压缩的方式对之进行压缩成型，形成直径为80毫米的活 塞毛坯(活塞的最终直径为65毫米)。在常压下和非氧化气氛中用上 述加热程序将毛坯烧结至1000℃。烧结后的结果表示在表2中。弯曲 断裂强度达到略低于140兆帕的数值，弹性模量仍然很高，为22.9GPa， 结果弯曲断裂伸长率仅为0.6％。在最终温度为1800℃的热处理后，获 得以下结果：弯曲断裂强度几乎未变，为137兆帕，弹性模量降至 14.6GPa，而弯曲断裂伸长率为0.94％。所说的数据均是平均值。用活 塞毛坯即活塞头(Kolbenboden)，活塞轮毂(Kolbenauges)区域，和 活塞体(Kolbenhemd)制备横向折断的辊。由活塞头和活塞壳形成的 试样表现出弯曲断裂强度的偏差为约+2％至-4.5％。对以这种方式生产 的活塞进行加工，以便使其(外形)达到最终的尺寸(活塞直径为65 毫米)。在空气流中和900℃下将废切削片灰化，从而确定灰含量，三 个试样表现出其平均值为0.19±0.04％。

随后用含硅，硼或磷的化合物(聚硅氧烷，硼酸或磷酸及其酯)浸 渍一些活塞从而进行化学后处理。对于常见的奥托内燃机而言，并不 要求这种浸渍。但这种浸渍对于贫煤气(Mager)或柴油用内燃机而言 是有好处的。

实施例2

将实施例1中直径为52毫米(最终直径)的活塞安装到双冲程内 燃机中。表2说明了该活塞的性能。检测启动期间的磨损行为。其结 果示于图1中。其表明启动磨损大大小于常规铝活塞。 实施例3

按照实施例1生产直径为65毫米(最终直径)的活塞，并将其安 装到四冲程内燃机中进行效率测试。内燃机不是为使用炭活塞而专门 设计的。相对于铝制系列活塞，调整碳活塞的几何形状，以便与碳的 性能适配。其结果表示在表3中。在没有将内燃机调整到最优化时， 可观察到效率有稍许改进同时燃料消耗量降低至多15％。在废气中CO含量(体积％)的降低值大大高于CO2含量(体积％)的增加值。在废气 中烃比例(体积％)的降低是特别明显的。所有有关废气的数值都证明 燃料的消耗量减少了。当内燃机加载至4000转/分钟的最大转数时， 所检测的三个活塞都没有表现出任何缺陷。内燃机操作甚至在运行100 小时后仍然是完美的。没有探测到磨损。

实施例4

按照实施例1生产活塞。活塞的直径为52毫米(最终直径)。将 它们安装到空气冷却双冲程内燃机中。表4表示所获得的结果。在效 率增加达5％时，燃料消耗降低达6％。CO与CO2比例发生变化，这种变 化有利于CO2的增加，但两种气体含量的总量没有增加。由于废气流中 存在大量的冲洗气体，所以没有观察到烃含量的实际变化。检测了四 个活塞。将旋转速度增加到14000转/分钟。所有的活塞得到相同的结 果，并且没有任何损坏。也没有观察到磨损。

实施例5

类似于实施例1生产直径为65毫米的活塞，但要延长加热程序， 在四冲程内燃机中测试该活塞。这些活塞弯曲断裂强度为112兆帕， 弯曲断裂伸长率为0.92％。测试结果与实施例3相对应。人们从上述 结果中可推断出：甚至低于120兆帕的强度对在内燃机中使用而言已 经足够了。类似地，测试在双冲程内燃机中的直径为52毫米，但强度 进一步降低的活塞。弯曲断裂强度是92兆帕，而弯曲断裂伸长率为 0.89％。这也产生了积极的结果，其结果清楚地表示在表5中。这也证 实：对于普通的内燃机应用而言，如果弯曲断裂伸长率足够大，稍小 些的弯曲断裂强度也就足够了。在旋转速度的稳定性和磨损方面，结 果与实施例3和4相同。

实施例6

在筛选试验的范围内，也获得了其弯曲断裂伸长率为0.7-0.77的 活塞。所有包括这些活塞(活塞直径为52毫米，双冲程内燃机)的内 燃机试验致使活塞被破坏。相反，所有随后对弯曲断裂伸长率＞0.8％ 的活塞进行的试验并没有导致活塞的破坏。人们肯定能够由此推断出： 大约0.8％的弯曲断裂伸长率代表一个关键的数值。该性能明显比高的 弯曲断裂强度更重要。

表1-所用中间相粉末的典型数据

密度                 克/立方厘米  1.42

不溶于甲苯的组分(TI)    重量％    93

不溶于喹啉的组分(QI)    重量％    88.5

TI-QI(β树脂)           重量％    4.5

挥发组分*              重量％    9.4

氧含量                  重量％    1.6

灰含量                  重量％    0.21

平均粒径                微米      7.9

*1000℃后

表2-烧结(1000℃)后和高温处理(1800℃)后的活塞性能

                                     活塞直径

                       52毫米，  52毫米，  65毫米，  65毫米，

                       1300℃    1800℃    1300℃    1800℃ 密度          克/立方厘米  未测定    1.86      1.71      1.84 弯曲断裂强度     兆帕      -         141       138       137 弹性模量         GPa       -         15.1      22.9      14.6 弯曲断裂伸长率    ％       -         0.93      0.6       0.94

                         表3

       实验布置1                       试验布置2 活塞编号：系列    汽缸编号：系列  活塞编号：3    汽缸编号：系列 材料：            材料：          材料：         材料： Alu(铝)           Alu(铝)         Sintec KB 3-4  Alu(铝) 附图编号：        附图编号：      附图编号：     附图编号： 压缩：5.7巴                       压缩：6.1巴 压缩边缘                          压缩边缘： (Quetschkante)：

              2000-4000min-1的功率试验的算术平均值 材料          Pe(KW) TK(℃) TFR(℃) B(kg/h) CO(体积％) CO2(体积％) HC(ppm) Alu(铝)       2.62   257.80 0.00    1.22    4.94       7.18         143.60 Sintec KB 3-4 2.66   264.60 0.00    1.07    3.06       8.46         54.00

                             Pe=有效功率

                             B=燃料数量

                             TK=点火塞温度

                             表4

         实验布置1                        试验布置2 活塞编号：3.5    汽缸编号：3.5    活塞编号：13    汽缸编号：12.4 材料：           材料：           材料：          材料： Alu(铝)          Alu(铝)          Sintec KS 7-4   Alu(铝) 附图编号：       附图编号：       附图编号：      附图编号： STIHL            STIHL                            STIHL (Mahle original) (Mahle original)                 (Mahle original) 压缩：10巴(冷)                    压缩：12.1巴(冷) 压缩边缘：1.0毫米                 压缩边缘：0.7毫米塞：WSR 4F

                    5000-11000min-1的功率试验的算术平均值 材料          Pe(KW)  TK(℃)   TFR(℃)  B(kg/h)  CO(体积％)  CO2(体积％) HC(ppm) Alu(铝)       3.99    238.00   242.40   1.96     5.86        8.46         2754.00 Sintec KS 7-4 4.20    268.20   272.40   1.84     5.42        8.80         2854.80 Sintec KS 7-4 4.40    253.40   257.60   1.86     5.38        9.30         2686.00 (冷却的)

                                Pe=有效功率

                                B=燃料数量

                                TK=点火塞温度 表5

       实验布置1                         试验布置2 活塞编号：3.5    汽缸编号：3.5    活塞编号：3     汽缸编号：3.5 材料：           材料：           材料：          材料： Alu(铝)          Alu(铝)          Sintec KS 2-10  Alu(铝) 附图编号：       附图编号：       附图编号：      附图编号： STIHL            STIHL                            STIHL (Mahle original) (Mahle original)                 (Mahle original) 压缩：10巴(冷)                    压缩：12.1巴(冷) 压缩边缘：1.0毫米                 压缩边缘：0.7毫米

                 9000-11000min-1的功率试验的算术平均值 材料      Pe(KW)  TK(℃)   TFR(℃)  B(kg/h)  CO(体积％)  CO2(体积％) HC(ppm) Alu(铝)   3.99    238.00   242.40   1.96     5.86        8.46         2754.00 Sintec    4.45    254.20   252.00   1.91     6.18        8.52         2553.60 KS2-10

                            Pe=有效功率

                            B=燃料数量

                            TK=点火塞温度