鑄鐵和鋁合金發動機缸體優缺點

在發動機材料方面，人們經常談論的主要材料是氣缸體和氣缸蓋。例如，通常提到的全鋁發動機是指氣缸體和氣缸蓋都是用鋁合金鑄造的。

如今，發動機很少有非鋁合金制成的氣缸蓋。來自美國福特Taurus的155馬力3.0升OHV V6發動機有一個鑄鐵氣缸蓋，除了這個古董氣缸蓋，我真的想不出其他什么了。所以我們就不討論氣缸蓋了。

談談氣缸體。剛才提到全鋁發動機缸體是由鋁合金自然制成的，這并不完全正確。大多數“全鋁”發動機也使用鑄鐵缸套，原因將在后面解釋。讓我們先來看看鋁和鑄鐵氣缸體的優缺點。

1） 重量

鋁的比重比鑄鐵輕，在滿足強度要求的前提下，鋁圓柱體要輕得多。例如，使用相同的克萊斯勒發動機和2V OHV結構，Viper SRT10的8.3L全鋁V10發動機重量實際上與300C的5.7L鑄鐵氣缸V8相似。如果發動機很輕，它可以對整個車輛的重量分布產生積極影響，車輛的整體重量也更輕。因此，在這方面，鋁制氣缸體占主導地位。

2） 音量

出于同樣的原因，鋁的比重較輕，并且鋁結構的單位體積強度小于鑄鐵，因此鋁圓柱體的體積通常較大。EA827/EA113/EA888氣缸體的氣缸中心距離為88毫米，而現有版本的氣缸直徑為82.5毫米。事實上，除了冷卻水通道外，氣缸壁相當薄。通過這種方式，整個發動機非常緊湊。鋁制氣缸體很難達到這種效果。在這方面，鑄鐵氣缸體是優選的。

3） 耐腐蝕性和強度

鋁容易與燃燒過程中產生的水發生化學反應，其耐腐蝕性不如鑄鐵氣缸體，尤其是對于溫度和壓力更高的渦輪增壓發動機。前面關于體積的結論，反過來說，當你的發動機體積要求相對較小時，通常很難達到使用鋁氣缸體的鑄鐵氣缸體的強度。許多高渦輪增壓發動機都使用鑄鐵氣缸體，例如EVO的286馬力2.0升I4（4G63），它總是使用鑄鐵氣缸缸體。其高修飾極限也是眾所周知的。如果使用鋁制氣缸體，基本上是不容易的。在這方面，鑄鐵氣缸體是優選的。

4） 成本

鋁制氣缸體的成本自然更高，沒有什么可以解釋的。在這方面，鑄鐵氣缸體是優選的。

5） 防爆性

鋁導熱更快，因此其冷卻性能良好，有助于降低發動機異常燃燒的概率。在相同的壓縮比下，鋁缸發動機可以使用比鑄鐵缸發動機更低等級的汽油。在這方面，鋁制氣缸體占主導地位。

6） 摩擦系數

在當今的發動機中，為了降低往復式部件的慣性，提高速度和響應速度，大多數活塞都是由鋁合金制成的。如果氣缸壁也是由鋁制成的。鋁和鋁之間的摩擦系數相對較大，這在很大程度上影響了發動機的性能。鑄鐵沒有這樣的問題。在這方面，鑄鐵缸體占主導地位。

回過頭來看，全鋁發動機缸體可能不是真正的“全鋁”。實際上，從第3點和第6點開始，你可以找到答案。為了克服這些缺點，鋁制氣缸體通常還需要使用鑄鐵或鋼制缸套。想象一下EA888中使用的82.5毫米圓柱體直徑，圓柱體中心間距僅為88毫米。如果冷卻水通道和鑄鐵缸套被拆除，鋁缸套是否太薄？此外，EA888的CG 25灰鑄鐵實際上比普通鑄鐵輕得多，整個EA888氣缸體的重量為33公斤。奧迪3.1L FSI V6的全鋁氣缸體也具有相同的重量。但你應該知道，3.1L FSI是一款非常昂貴的發動機，因為它實際上是全鋁的，沒有鑄鐵或鋼缸套，因為它在氣缸內壁使用硅鋁合金來克服……

固定的缺點。通過這種方式，它比典型的鋁制氣缸體更輕。而且這種工藝非常昂貴，你不能指望EA888這樣的發動機會采用它。此外，這種技術也很難承受渦輪增壓后的工作環境。目前，渦輪增壓發動機，即使是鋁制氣缸，也必須有缸套，除非它像途銳V10TDI柴油發動機那樣昂貴。因此，如果EA888使用常規的鋁制氣缸體，重量節省不會超過10公斤，體積會更大。然而，EA888的總重量只有150多公斤，因此重量減輕不超過10公斤似乎微不足道。相反，鑄鐵氣缸體給EA888帶來的更高的渦輪增壓極限更實用。

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