冠军机车的顶尖气门，是如何炼成的？

本报记者 贺林平

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)

《 人民日报 》( 2026年04月11日 06 版)