全鋁發動機與鑄鐵發動機有哪些區別
當前,汽油發動機的缸體分鑄鐵和鑄鋁兩種。在柴油發動機中,鑄鐵缸體占絕大部分。那么這兩種材料發動機,哪一種最好用呢?兩種發動機的區別在哪里?
全鋁發動機優點:重量輕、易加工、散熱好。
鑄鐵發動機優點:抗變形、耐高壓、耐高溫、耐腐蝕、成本相對低。
其實,如今幾乎全部的發動機缸蓋材料的全鋁,因為鋁制的缸蓋具有的散熱性能是最好的。
而鑄鐵發動機的缸蓋其實也是鋁合金的,只不過缸體是鑄鐵的。
相對于全鋁發動機,鑄鐵發動機的缸體熱負荷能力更強,更加有利于提升發動機的功率。如1.5L排量的鑄鐵發動機,在渦輪增壓的作用下,其實是可以達到2.0L排量的動力要求;而全鋁發動機,那就達不到這樣的要求了。目前,僅有少數的高檔車才會使用全鋁發動機。
相比之下,全鋁發動機最大的優勢就在于:同等排量下,全鋁發動機的重量要比鑄鐵發動機的質量輕20kg左右。還有具有全鋁發動機的散熱效果也遠遠好于鑄鐵發動機,可以提升發動機的工作效率,且有利于延長發動機的使用壽命。
目前,幾乎所有的發動機活塞都是采用鋁合金,要是氣缸壁材料也都是全鋁的,那鋁與鋁之間的摩擦系數要大很多,從而會影響發動機的性能。這就是為什么全鋁發動機的缸體內為什么總嵌有鑄鐵缸套的原因。
從使用方面來看區別
采用鑄鋁缸體,可以減輕發動機的重量。鑄鋁缸體的優勢就是重量輕,通過減輕重量實現省油。在同等排量的發動機中,使用鋁缸體發動機,能減輕20公斤左右的重量。汽車的自身重量每減少10%,燃油的消耗可降低6%~8%。據最新資料,國外汽車自身重量與過去相比減輕了20%~26%。例如,福克斯采用了全鋁合金的材質,減輕了車身重量同時,還增強了發動機的散熱效果,提高了發動機工作效率,而且壽命也更長。從節油的角度看,鑄鋁發動機在節油方面的優勢頗受人們關注。
從制造工藝方面比較區別
除了重量上的差別以外,在生產過程中,鑄鐵缸體和鑄鋁缸體也有很多不同。鑄鐵生產線占地面積大,對環境污染大,加工工藝復雜;而鑄鋁缸體的生產特點恰好相反。從市場競爭的角度來說,鑄鋁缸體具有一定的優勢。由于鑄鋁缸體有這樣的優勢,自然資源貧乏的日本就主要發展鑄鋁缸體的發動機。但豐田公司在中國生產的發動機絕大部分是鑄鐵缸體發動機,原因之一就是中國的原材料并不像日本那樣緊缺。
功率方面的比較區別
鐵和鋁的物理性能不同。鑄鐵的缸體熱負荷能力更強,在發動機的升功率方面,鑄鐵的潛力更大。打個比方,一臺1.3升排量鑄鐵發動機的輸出功率可以超過70kW,而一臺鑄鋁發動機的輸出功率只能達到60kW。據了解,1.5升排量鑄鐵發動機通過渦輪增壓等技術,可以達到2.0升排量發動機的動力要求,而鑄鋁缸體發動機則很難達到這一要求。
價格方面的區別
出于成本的考慮,氣缸體采用全鋁的設計要比氣缸蓋要晚得多。氣缸體是發動機上最重的部分,因而使用鋁合金材料可以減輕發動機的重量,從而達到減輕整車重量的目的。這一點對于前置前驅的汽車來說,顯得尤為可貴。然而,殊不知,材質的變化需要更多成本的支出,由于材料價格和加工工藝的不同,采用鋁合金缸體的發動機自然會比鑄鐵發動機的價格要高出一截。在這一訴求點上,顯然是鑄鐵缸體的發動機占優。
其實,綜上所述,全鋁發動機具有易加工、質量輕、散熱性好等特點。而鑄鐵發動機的優勢則體現在耐高壓、耐高溫、耐腐蝕、抗變形以及成本低等。
早在很多年以前,汽車廠家的發動機就已經大規模地采用全鋁缸蓋了。由于缸蓋本身的重量并不大,所以汽車制造商熱衷于它并非是由于它的重量輕,而是由于它具有良好的散熱性能。隨著發動機技術的飛速發展,四氣閥結構成為了發動機的主流設計趨勢。與兩氣閥發動機相比,每缸四氣閥的氣缸蓋比每缸兩氣閥的氣缸蓋在工作時要產生更多的熱量,因此采用全鋁缸蓋是最好的解決辦法,所以現在大家看到的發動機大部分都是鋁做的。
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