碳纤维复合材料在发动机轻量化设计中的应用研究

王子庚; 许洋; 张馨月; 祁育军; 史雪照

doi:10.16009/j.issn.1009-5624.2026.12.049

信息记录材料 ›› 2026, Vol. 27 ›› Issue (12) : 150 -152. DOI: 10.16009/j.issn.1009-5624.2026.12.049

碳纤维复合材料在发动机轻量化设计中的应用研究

王子庚, 许洋, 张馨月, 祁育军, 史雪照

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摘要

针对传统发动机核心运动部件及静止壳体在追求高推重比过程中面临的惯性力大、热负荷高及金属疲劳等问题，本研究提出一种基于多材料混杂结构的轻量化技术路线。通过引入短切碳纤维增强尼龙与连续碳纤维缠绕工艺，建立从材料选型、结构拓扑优化到台架试验的完整工程路径。结果表明：该技术路线在保证制动平均有效压力不衰减的前提下，使活塞组件减重30%以上，整机燃油消耗率在额定工况下降低1.5%,且显著改善了振动噪声性能。研究证实了碳纤维复合材料(CFRP)在不依赖昂贵仿真工具的情况下，通过合理的工程路径优化，可为中低成本制造环境下的发动机轻量化提供可靠解决方案。