汽车发动机缸体是铁的好,还是铝的好?

如题所述

汽车发动机缸体材质目前主要有铸铁和铝合金两种,有很多人都在争论到底那种材质更好的问题,其实不能说哪种材质更好,应当是各有利弊。在过去我们的发动机缸体都是铸铁材质的,因为铸铁件有很好的抗腐蚀性和防锈能力,同时也有很好的耐磨性,缸体强度好,有抗压不易变形等优点,所以很多大型发动机还是使用铸铁缸体被使用至今。
铝合金材质的缸体是近些年流行起来的,铝合金材质的缸体优势在于重量更低,散热效率更好, 降低车辆的重量就相当于节省燃油了,所以越来越多的小型车辆都是在使用铝合金缸体。但是铝合金缸体耐磨性不足需要安装缸套来提高发动机使用寿命,铝合金缸体的造价也比铸铁的要高一些。由于铝合金材质强度不高,所以在大型的柴油发动机上很少使用,都是在小型车发动机种运用。
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第1个回答  2018-10-16

铝合金的缸体好。当前,汽油发动机的缸体分铸铁和铸铝两种。在柴油发动机中,铸铁缸体占绝大部分。近年来,随着汽车工业快速发展,轿车迅速进入普通百姓的生活,同时,车辆的节油性能逐渐受到重视。

铝合金的缸体的优点

1、减轻发动机的重量,可以省油。采用铸铝缸体,可以减轻发动机的重量。

2、从使用来看,铸铝缸体的优势就是重量轻,通过减轻重量实现省油。在同等排量的发动机中,使用铝缸体发动机,能减轻20公斤左右的重量。汽车的自身重量每减少10%,燃油的消耗可降低6%~8%。

3、除了重量上的差别以外,在生产过程中,铸铁缸体和铸铝缸体也有很多不同。铸铁生产线占地面积大,对环境污染大,加工工艺复杂;而铸铝缸体的生产特点恰好相反。从市场竞争的角度来说,铸铝缸体具有一定的优势。

扩展资料

发动机气缸体

水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体,

称为气缸体——曲轴箱,也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成,气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴的曲轴箱,其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋,冷却水套和润滑油道等。

气缸体应具有足够的强度和刚度,根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同,通常把气缸体分为以下三种形式。

为了能够使气缸内表面在高温下正常工作,必须对气缸和气缸盖进行适当地冷却。冷却方法有两种,一种是水冷,另一种是风冷。水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套,并且气缸体和气缸盖冷却水套相通,冷却水在水套内不断循环,带走部分热量,对气缸和气缸盖起冷却作用。

参考资料来源:百度百科:发动机

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第2个回答  2018-04-01
我们在选择汽车的时候,经常会考虑发动机的材料。我们也经常会在许多厂商的推广宣传上看到“全铝发动机”这个耀眼的字眼。为何厂商要炫耀他的全铝发动机,那不是“全铝”的发动机材料是什么?全铝发动机有什么好处呢?还有哪些新型的材料被用来制造发动机部件?这篇文章,我们就来一起讨论这个话题。

传统的发动机无论是缸体还是缸盖都是采用铸铁的,但是铸铁有着许多先天的不足,例如重量大、散热性差、摩擦系数高等等,所以,许多发动机厂商都在寻找更适合的材料制造发动机的构成部件。

轻量化材料:首先我们从材料的轻量化来讨论新型发动机材料的优势。

1、全铝缸盖和缸体

我们日常所说的全铝发动机是指缸盖和缸体都是铝合金制造的发动机。而缸盖是铝合金,缸体是铸铁的发动机,一般我们还是称作铸铁发动机。现在,全铝发动机已经在大量的车型上被采用,在国外,罗孚的k系列发动机,宝马的M52直列六缸发动机,日产的VQ发动机,捷豹的-AJ-V8发动机、奔驰的V6和V8发动机、通用的LS1和北极星V8发动机、标致的2升四缸发动机和通用的新型直列四缸发动机等等都是采用铝合金制造。国内的许多小排量发动机也逐步采用全铝发动机,如国产铃木系列的发动机G13、K14等。甚至包括一些国产发动机也采用铝合金材质了,最著名的就是东安动力开发的468发动机,这款发动机被配备在哈飞路宝和昌河爱迪尔上,获得了很大的成功。

很早以前的汽车发动机就开始大规模采用全铝缸盖了。缸盖的重量并不大,所以汽车制造商喜欢它并不是因为它重量轻,而是因为它有更好的散热性能。随着发动机技术的发展,四气阀结构成为发动机的主流设计趋势。与一起的两气阀发动机相比,每缸四气阀的气缸盖比每缸两气阀的气缸盖在工作时要产生更多的热量,采用全铝缸盖是最好的解决办法。

出于成本的考虑,气缸体采用全铝设计比气缸盖要晚得多。气缸体是发动机上最重的部分,因而使用铝合金材料可以减轻发动机的重量,从而达到减轻整车重量的目的。这一点对于前置前驱车型来说,显得尤为可贵,当然在另一方面,由于材料价格和加工工艺的区别,采用铝合金缸体的发动机会增加一些成本。

2、树脂或镁作为材料的进气管

在发动机的构成上,复杂的进气管是另外一个很重的部件。特别如今流行的更复杂的可变长度的进气管,其重量相当可观。刚开始的时候,人们采用铝合金来作为进气管的替代材料,后来许多汽车制造商开始采用具有热塑性的66号尼龙,或者其他耐热的可塑性材料制造进气管。因为这些复合材料的有许多优点:价钱便宜、重量轻、内臂平滑(从而空气流动好、气阻小),因此它对于汽车制造商来说是很理想的进气管材料。

但是这些复合材料也有让人很头痛的缺陷,它很容易产生一些细小的裂纹,这种裂纹导致高速进气时会在进气管里产生令人不快的噪音,所以许多高档的豪华车都没有采用这种材料制造进气管。例如奔驰就选择了镁合金——这种材料比铝更轻,尽管它比较昂贵,而且耐高温能力有限。贵不是主要问题,因为要知道,前提是装配在豪华车上,对于豪华车来说,性能的提高比成本相对来说要更重要。耐热能力有限也不要紧,因为进气管的温度并不高。镁合金是金属材质的,空气在镁合金制造的进气管内流动,要比在塑料的噪音要小的多。

也有一些车采用了非常少见的材料,例如TVR和法拉力V8采用的是一种称作凯福拉(Kevlar)的材料来制造进气管,它能获得更轻的重量,而且进气噪音与金属进气管相当。这些都是很少采用的特例,就不多讨论了。

摩擦力和运动惯性的优化:除了轻量化,新型材料在摩擦力和运动惯性方面同样具有很大的优势。

1、铝活塞和钢制气缸套

发动机的响应性与发动机部件的运动惯性是分不开的,发动机的运动部件包括曲轴、活塞、连杆等。由于曲轴要求瞬间强度非常高,所以只能采用高强度钢来制造。

活塞就没有曲轴这样的局限了,在高转速发动机上,通常都是用铝合金来制造活塞。更轻的活塞重量能产生更高的发动机转速,从而能获得更大的动力输出。

使用铝合金来制造活塞,成本并不是非常昂贵,主要问题是出在摩擦阻力上。在发动机运转的时候,活塞与气缸壁之间肯定会产生摩擦。而铝和铝直接的摩擦系数是很高的,它比铝和铸铁之间的摩擦系数要高得多。这样一来,如果全铝缸体配合全铝活塞,发动机运转的时候摩擦阻力就会非常大,这显然是不可取的,这也就是为何许多发动机使用铝合金活塞,但必须使用铸铁缸体的原因。但如果为了采用全铝缸体而采用铸铁活塞,那显然是更得不偿失的。

那如何解决这一矛盾呢?

目前最主流的解决办法,就是在铝制的气缸体内镶一个钢制的气缸套,让铝合金活塞不会与铝制的气缸壁相接触。这种设计可以解决这一矛盾,当然也会增加一些成本。

这种方法在70年代中期首先被雪佛兰Vega所采用。它的发动机采用全铝设计,在铝合金的气缸体内镶上了一个铸铁的缸套,当然活塞同样也是用铝合金制造的。它的摩擦阻力比全铸铁的发动机要小得多,因此它的动力得到了很大程度的提高。不仅如此,这台发动机还能获得更轻的重量和更小的运劲惯性,改善了车子的加速性、操控性和经济性。后来,这种方法被许多配备了高转速发动机的汽车所采用。

还有一个解决办法,就是采用增强型金属纤维气缸套(FRM)。本田在它的NSX 3.2升发动机上采用了这个技术。它的成本和升功率在铸铁缸体和镶缸套之间。这种解决办法,是在全铝的缸体上直接把金属纤维加热融化以后,通过特殊工艺把金属粒子渗透到气缸壁上,就仿佛在气缸壁上电镀了一层厚度只有0.5毫米的金属纤维。与铸铁缸体相比,它能产生更低的摩擦阻力,因而改善了转速和功率。同时,金属纤维是直接渗透到气缸缸体里的,所以它的强度非常大(相当于整个缸体的强度)。

2、钛合金连杆

钛是一种重量很轻,强度很大的材料,而且价格非常昂贵,一般只在航空领域采用。但是,这种航空材料最终还是被应用在了汽车上,不过仅限于高性能的运动轿车,因为只有这些汽车才会为了提高性能而不计成本的采用尽可能适合的材料。兰博基尼的Diablo、法拉力的F355 / 360 M / 550 M 、还有保时捷的911 GT3等都采用钛合金来制造连杆,以提高发动机的转速。

3、锻造工艺

锻造是一种非常传统的制造工艺,但是它不能在高强度和轻量化之间取得很好的平衡。在本田的Type R和其他高性能汽车上,经常采用锻造工艺来制造活塞、曲轴和连杆。

由于锻造需要用手工完成,因此需要花费巨大的人工成本。锻造高温的金属能让更多的矿物质渗透到金属粒子当中去,因而改善了零件的强度和耐热性,最终有利于发动机的转速提高和动力输出。同时,锻造还能改善一些部件的摩擦系数,例如采用锻造工艺制造的活塞就能更好的减小表面的摩擦系数。
第3个回答  2011-12-07
全铝发动机具有重量轻,功率损失小,铝的导热性和散热好,全铝发动机的加工工艺要优于铸铁发动机。但是在实际使用当中,您并不会感觉到有任何区别。很多车型依然在使用铸铁缸体,例如大众的迈腾和高尔夫这些车型,均采用了铸铁的缸体,汽缸盖全部为铝合金材质,主要是考虑到成本。在实际使用当中,两种材质的缸体并没有太大的区别,全铝发动机只是在近几年才有的,之前的发动机全部都是铸铁材质的,铸铁材质的发动机与铝制缸体发动机的使用寿命完全一样,请您放心使用。
第4个回答  2012-10-07
缸体材料铝和铁哪个好???
引擎的材料方面,通常人们常谈论到主要是缸体和缸盖的材料,比如常说的全铝引擎,就是指缸体和缸盖都是用铝合金铸造。大部分“全铝”引擎也要使用铸铁缸衬。
1)重量
铝的比重比铸铁要轻,满足强度要求的前提下,铝缸体要轻许多。引擎轻,就可以对整车的重量分布发挥积极的影响,整车质量也轻些。所以,这一点上铝缸体占优。
2)体积
同样的原因,铝的比重轻,单位体积的铝结构强度要小于铸铁,所以铝缸体通常体积反而大些。而已有的版本缸径可以到80mm,除去冷却水通道实际上气缸壁相当薄。这样,整个引擎就很紧凑,体积小。铝缸体较难达到这样的效果。这一点上铸铁缸体占优。
3)耐腐蚀性和强度
铝容易和燃烧时产生的水发生化学作用,耐腐蚀性不及铸铁缸体,尤其对温度压强都更高的增压引擎更是如此。而且前边关于体积的结论,反过来说,当你的引擎体积要求比较小时,使用铝缸体通常难以达到铸铁缸体的强度。所以高增压的引擎很多都采用铸铁缸体,如果使用铝缸体,基本上不太容易。这一点上铸铁缸体占优。
4)成本
成本自然是铝缸体要贵,没什么可解释的。
5)抗爆性
铝的导热更快,所以冷却性能好,可以帮助引擎减少非正常燃烧的发生概率,同样的压缩比,铝缸体引擎可以比铸铁缸体引擎使用更低标号的汽油。这一点上铝缸体占优。
6)摩擦系数
现在的引擎,为了降低往复运动的部件的惯性,提高转速和响应速度,活塞大多使用铝合金作为材料。如果气缸壁也是铝的。铝和铝之间的摩擦系数是比较大的,这样引擎的性能就受很大影响了。铸铁就没有这样的问题。这一点上是铸铁缸体占优。
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