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  • 1 # 使用者2317413238705374

    汽油發動機的缸體分鑄鐵和鑄鋁兩種,比較鋁缸體和鑄鐵缸體各自的優缺點:【缸蓋大多是鋁合金的,不討論】 1)重量 鋁的比重比鑄鐵小,滿足強度要求的前提下,鋁缸體要輕許多。引擎輕,可對整車的重量分佈發揮積極的影響,整車質量也輕些。所以,這一點上鋁缸體佔優。 2)體積 同樣的原因,鋁的比重小,單位體積的鋁結構強度小於鑄鐵,所以鋁缸體通常體積反而大些。EA113/EA888的缸體氣缸中心距88mm,而已有的版本缸徑可以到82.5mm,除去冷卻水通道實際上氣缸壁相當薄。這樣,整個引擎就很緊湊,體積小。鋁缸體較難達到這樣的效果。這一點上鑄鐵缸體佔優。【補充:球墨鑄鐵抗拉強度能做到1000MPa以上,而航空7075鋁合金的抗拉強度是524MPa,鐵的密度是7.85,鋁是2.7,故為了獲得同等強度,鋁合金的體積大約需要增加一倍,但重量約輕40%】 3)耐腐蝕性和強度 鋁容易和燃燒時產生的水發生化學作用,耐腐蝕性不及鑄鐵缸體,尤其對溫度壓強都更高的增壓引擎更是如此。而且前邊關於體積的結論,反過來說,當你的引擎體積要求比較小時,使用鋁缸體通常難以達到鑄鐵缸體的強度。所以高增壓的引擎很多都採用鑄鐵缸體,比如(9代以前)EVO的286hp 2.0L I4 (4G63), 就始終都是鑄鐵缸體。它的改裝極限之高也是有口皆碑的。如果使用鋁缸體,可能不太容易。這一點上鑄鐵缸體佔優。 4)成本 成本自然是鋁缸體要貴,沒什麼可解釋的。這一點上鑄鐵缸體佔優。 5)抗爆性和散熱性 鋁的導熱更快,所以冷卻效能好,可以幫助引擎減少非正常燃燒的發生機率,同樣的壓縮比,鋁缸體引擎可以比鑄鐵缸體引擎使用更低標號的汽油。這一點上鋁缸體佔優。 6)摩擦係數 為了降低往復運動的部件的慣性,提高轉速和響應速度,活塞大多使用鋁合金作為材料。如果氣缸壁也是鋁的,鋁和鋁之間的摩擦係數比較大,這樣引擎的效能就受很大影響了。鑄鐵就沒有這樣的問題。這一點上是鑄鐵缸體佔優。【補充:某些號稱“全鋁”發動機也要使用鑄鐵缸襯】 結論: 鋁機頭的優勢:輕,散熱好; 鐵機頭的優勢:便宜,耐操。

    舉例:大眾EA888的CG 25灰鑄鐵,實際上是比通常的鑄鐵已經輕了很多,整個EA888缸體重量是33kg。而Audi 3.0L TFSI V6的全鋁缸體也是同樣的重量。但FSI是非常昂貴的引擎,因為它是真正全鋁,沒有鑄鐵或者鋼製缸的因為它在氣缸內壁部分使用了矽鋁合金來克服前面說的缺點。這樣,它就比一般的鋁缸體要更輕。而這種工藝是非常昂貴的,你不可能指望EA888這種級別的引擎採用。而且,這種技術也難以耐受增壓後的工作環境,目前增壓的引擎,即便是鋁缸體,也必有缸襯,除非是昂貴到Touareg V10 TDI那臺柴油機的程度(它是全鋁引擎,也沒有鑄鐵缸襯,汽缸內壁是採用一種金屬離子噴鍍工藝處理過的,“貴”就一個字)。所以,如果EA888採用普通結構的鋁缸體,那麼節省的重量會超過10kg,而體積反而會更大。而EA888總重只有150+kg,所以這不超過10kg的減重似乎意義不大。反過來,鑄鐵缸體帶給EA888的更高的增壓極限就更有實際意義了。

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