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柴油机高压油管所用材料度化

随着柴油机高压燃油喷射技术的发展，喷射压力不断提高，使高压油管的承压能力也相应地提高。德国和日本等国相继开发了适用于各强度等级的高压油管材料，并研发出提升燃油管耐压性能的各种工艺，本文主要介绍了目前高压油管的材料和处理工艺。
近年来，直接喷射技术在柴油机技术的发展中得到快速推广。通过开发喷射压力不断提高的高压燃油喷射系统，不仅提高了柴油机的性能，同时减少了有害物的排放，满足了不断严格的环境法规要求。在喷射压力不断提高的同时，对高压油管使用过程中的承压能力提出了更高的要求。本公司开发的某轻型发动机和重型发动机，其高压油管的工作压力最高达到了70Mpa，温度在-40℃~121℃之间,高压油管属于典型的承受内高压的单层厚壁管材，内孔油压在燃油管截面上形成的应力沿管壁厚度分布并不均匀，管壁内表面上的周向（切向）应力、径向应力均处于峰值水平。因此，起源于燃油管内孔表面的纵向开裂是高压油管可能的主要失效形式。
一直以来，主要有两条技术路线来提升高压油管的承压能力：
一是开发高强度等级的材料；
二是开发减小或消除高压油管内表面缺陷的工艺方法。
一方面，高压油管冷镦、冷弯成形工艺性能和油管接头的锥面或球面刚性密封形式限制了高压油管材料强度的提高；
另一方面，冷拔成形的高压油管容易在内孔形成纵向裂纹、划痕、发纹等缺陷。因为细长孔的限制，这些缺陷难以在燃油管成形后除去，因而大幅度降低了高压油管的承压能力。
因此，如何改善高压油管材料的内壁表面质量或者减少其影响，成为各高压油管材料生产商和高压油管零件生产商最重要的技术秘密。
高压油管的材料选择主要需要考虑规格（内孔尺寸和管壁厚度）、强度等级、内孔表面质量三方面的要求。国内、外在材料选用时的经验要求存在差异。国内现有经验一般要求高压油管的名义工作压力为材料屈服强度的0.3 ~0.5倍，即屈服强度/工作压力＝23.3；而国外的经验则是要求高压油管的名义工作压力为材料爆破压力的0.25~0.4倍，转换成国内要求是屈服强度/工作压力＝1.5~2.4。显然，国内对安全系数的选用比国外保守。从各种强度等级的高压油管材料试验数据分析发现，管材的屈服强度仅为爆破强度的61%，因此安全系数的选取可参考国外经验适当降低，在既能满足产品设计要求，又可以在最大限度发挥材料性能的基础上进行合理选用。
随着柴油机技术的发展，对高压油管的使用性能及要求也在提高。只有通过对新材料和强化工艺的开发以及深入研究，不断发掘材料耐压潜力，才能满足越来越严格的使用环境的要求。

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