随着“十四五”规划“双碳”目标临近以及“中国制造2025”规划纲要的提出,电控喷油技术成为汽车领域实现节能减排的重要途径,其中,氧化铝陶瓷因具有熔点高、介电常数小、体积电阻大、耐热冲击性能强的优点,被认为是汽车电控喷油系统中发动机用温度传感器外层理想的耐高温绝缘材料。但氧化铝陶瓷自身硬度高和韧性低的特点使其不能进行传统的变形加工以及机械加工,注射成型工艺因具有可以直接制备各种复杂几何形状和高精度尺寸产品,无需机械加工、容易实现批量化生产的特点,很好地满足了这种需求。在氧化铝陶瓷注射成型中,为节约成本,提高生产效率,常采用一模多腔的生产方式,然而,浇注系统、冷却系统的不合理设计极易导致零件内部残余应力的产生,继而导致在零件内部微气孔处诱发微裂纹,严重影响氧化铝陶瓷成型质量。因此,如何降低氧化铝陶瓷内的残余应力成为汽车发动机用耐高温氧化铝陶瓷注射成型领域亟待解决的难题。针对上述问题,在国家自然科学基金项目支持下,开展了汽车发动机用耐高温氧化铝陶瓷全自动热压铸成型机及配套模具的设计工作;并从减小成型阶段、冷却阶段残余应力的两个方面展开了模具浇注系统与冷却系统几何参数及其相关工艺参数的优化研究。主要研究内容如下:（1）分析了氧化铝陶瓷主要成型工艺（干压成型、等静压成型、流延成型、注射成型）的优劣以及国内外注射成型优化研究现状,并结合汽车发动机用耐高温氧化铝陶瓷重大应用需求,确定了本文研究内容与技术路线。（2）针对传统热压铸成型机自动化程度低、产品一致性差的缺点,进行了氧化铝陶瓷自动化热压铸成型机及其模具设计。首先,进行了氧化铝陶瓷热压铸成型模具主流道、分流道、浇口设计,并结合氧化铝喂料特殊的剪切稀化效应对成型质量的影响,对设计参数进行了剪切速率范围的校核;然后,对分型面、成型零件、导向定位机构、脱模机构、冷却系统、排气系统、热压铸装置进行了相关设计。（3）基于质量守恒、动量守恒以及能量守恒定律建立了三种悬浮液流体控制方程。并根据不同悬浮液特性建立了适用于稀悬浮液的Einstein模型,适用于高浓度悬浮液的Krieger-Dougherty模型、Quemada模型、Sisco模型,适用于假塑性流体以及胀流型流体的幂率模型以及适用范围最广且适用于假塑性流体的Cross模型。（4）针对充填不平衡产生的残余应力问题,进行了氧化铝陶瓷模具浇注系统的优化研究。基于正交试验法对浇口结构进行了以增大剪切速率,减小流动粘度为目的优化,得到了浇口处剪切速率最大时的最优浇口几何设计参数;基于几何参数平衡法,分析了内外侧型腔四级分流道内切圆直径差对内外侧型腔充填不平衡率的影响规律,得到了最佳流道几何设计参数;分析了成型工艺参数（模具温度、熔体温度、注射速率）对内外侧型腔充填不平衡率的影响规律,并基于响应曲面面立方设计（CCF）建立了充填不平衡率与成型工艺参数之间的二阶响应曲面模型,得到了充填不平率最低时的最佳工艺参数组合。最后,通过验证试验证明了浇注系统优化方案的可靠性。（5）针对冷却不均产生的残余应力问题,进行了氧化铝陶瓷模具冷却系统的优化研究。基于单因素试验,研究了冷却介质流向、冷却回路几何参数（水道直径）、冷却介质物理参数（冷却剂入口流量、入口温度）对冷却效果（冷却回路进出口温升、压力损失、模面平均温度、模面温度标准差）的影响规律;对冷却回路几何参数、冷却介质物理参数进行了三因素三水平正交试验,运用单目标极差分析,分别研究了它们对模面平均温度、模面温度标准差的影响顺序及最优组合水平;采用综合加权评分法与多目标极差分析法对试验因素进行了多目标综合优化,得到了模面平均温度与模面温度标准差同时最小化目标下的最优因素组合水平以及影响先后顺序。最后,通过验证试验证明了冷却系统优化方案的可靠性。