Алюминиевый двигатель против чугунного двигателя

В чем преимущество алюминиевых двигателей по сравнению с чугунным двигателем, кроме факта коррозии и снижения веса.

Производители любят хвастаться своими новыми алюминиевыми двигателями. Значит ли это что-нибудь для клиента?

Должен ли я купить чуть более мощный чугунный двигатель или менее мощный алюминиевый двигатель?

Вы уже указали основную причину алюминиевых блоков - снижение веса. По той же причине компания Ford производит свои грузовики серии F с алюминиевым кузовом: снижение веса означает лучшую экономию топлива. Большинство производителей сегодня используют алюминий в различных местах, чтобы уменьшить общий вес автомобиля. Что касается ржавчины, то это не проблема чугунных блоков, так как их жизнь проходит под прикрытием. Только когда его оставляют сидеть в элементах, он терпит эту судьбу.

Так как вы уменьшаете вес в передней части автомобиля, в большинстве случаев он также может обеспечить больший уклон веса. Для тех транспортных средств, которые имеют отношение к центрированию веса транспортного средства (то есть: Corvette), снятие 110 фунтов с передней части автомобиля (когда они перешли на двигатель LS1 и варианты), очень помогло в этом переходе (перемещение передачи в задняя часть машины также помогла). Это может обеспечить лучшую проходимость на поворотах и ​​помочь с более / менее управляемыми манерами.

Есть три основных преимущества (о которых я могу думать) для чугунного блока перед алюминиевым:

• Стабильность размеров: алюминий растет в процессе нагрева больше, чем железо. Поэтому в алюминиевые блоки должны быть встроены дополнительные меры предосторожности, чтобы противостоять этому условию и избежать проблем.
• Никаких гильз цилиндров: если вы когда-нибудь захотите восстановить алюминиевый блок, где гильзы цилиндров поджарены, их необходимо заменить. Это большие затраты на обработку по сравнению с необходимостью просто расточить цилиндры в чугунном блоке.
• Стоимость: Чугун уже много лет используется в промышленности и его довольно легко производить. Алюминий, с другой стороны, стоит намного дороже из бокситовой руды. Только в одних материалах стоимость выше. Затем посмотрите на стоимость гильз цилиндров и специальных процессов литья, которые необходимо использовать, чтобы получить правильный алюминиевый блок, а стоимость еще выше. Однако есть некоторый компромисс в процессе нагрева (не требуется столько энергии, чтобы расплавить алюминий против чугуна), и алюминий легче обрабатывать (меньше износ станочных инструментов / приспособлений против чугуна) ,

Я не уверен, почему вы думаете, что любой данный чугунный блок будет более мощным, чем любой данный алюминиевый? Все это зависит от двигателя, на который вы смотрите, и того, что производитель сделал в области производительности. Если вы просто пытаетесь сравнить их, это решение вам придется принять самостоятельно.

С точки зрения свойств материала алюминиевая отливка будет иметь тенденцию быть легче для эквивалентной прочности и должна легче охлаждаться.

Многие недостатки алюминия сводятся к производственным проблемам. Алюминиевые отливки потенциально подвержены дефектам, и, хотя алюминий мягкий, его обрабатывать не так легко, как чугун, особенно с учетом допусков, необходимых для двигателя. Точно так же его мягкость означает, что любые поверхности подшипника должны быть сформированы со вставками (гильзы цилиндров уже были упомянуты в другом ответе), а не просто обработаны из отливки. По той же причине сопрягаемые поверхности, такие как головки цилиндров и соединения с коллектором, в большей степени подвержены повреждениям при сборке и обслуживании, а также применяются к резьбам, которые подвержены задирам и заеданию.

Для сравнения, чугун обладает тем особенным свойством, что вы можете создавать закаленные поверхности в отливке, помещая охлаждающие пластины в форму для создания износостойких опорных поверхностей. Чугун также имеет отличную стабильность размеров и хорошие вибропоглощающие свойства.

Хотя мы считаем, что алюминий «не ржавеет», коррозия может быть большой проблемой в алюминиевых блоках. Одной из причин этого является то, что контакт между алюминием и сталью может вызвать гальваническую коррозию, что является особой проблемой, когда у вас есть такие вещи, как гильзы цилиндров и шпильки, которые должны быть изготовлены из стали.

С практической точки зрения,

Мой 04 VW GTI имеет алюминиевый блок и турбонаддув, и следует иметь в виду, что алюминий мягче, чем чугун, и его легче раздирать или оставлять шрамы. У меня есть личный опыт зачистки отверстий шпилек, идущих в турбо к нижней трубе. Раз вы хотели, чтобы это был чугун. Кроме того, я думаю, что он будет более подвержен проблемам сжатия из-за разрушения быстрее, чем чугун.

Просто мои очки из-под капота.

Кроме того, дополнительный вес перед автомобилем, слышимым в Новой Англии, вероятно, является большим преимуществом, так как он должен помочь с сцеплением на дороге в условиях скользкости.

Существует также уплотненное графитовое железо, транспортные средства используют эту новую альтернативу с 2004 года. Это позволяет молекулам образовывать более плотную матрицу при охлаждении, что обеспечивает преимущества железа (гораздо более продолжительного), а также преимущества алюминия (значительно более легкий.)

Алюминиевые двигатели также имеют лучшую теплопередачу, что может уменьшить горячие точки двигателя и склонность к детонации.

Когда предел мощности - это детонация двигателя, что часто бывает, алюминиевые двигатели с такими же характеристиками / размерами будут более устойчивы к детонации и, как правило, будут иметь большую мощность. Например, с большим сопротивлением детонации обычно делают увеличение скорости сжатия / наддува / зажигания, чтобы увеличить выходную мощность двигателя.

Если все настройки двигателя остаются такими же, как, например, когда настройка двигателя не отрегулирована для изменения материалов, чугун, вероятно, увеличит мощность на небольшое количество лошадиных сил. Это происходит потому, что чугунная камера сгорания во время процесса сгорания отнимает меньше тепла, и больше тепла будет сохраняться для реальной работы.

Более сильный чугунный блок двигателя был бы преимуществом в некоторых особых обстоятельствах, когда двигатель ограничивается частичной силой, а не детонацией, таких как метанольный двигатель с низкой компрессией с принудительной индукцией с большим количеством наддува и закиси азота.

Как уже упоминалось ранее: алюминий легче (с.г. 2,5 вместо 7,8 кг / л), имеет лучшую теплопроводность, но более дорог в производстве, но дешевле в переработке. Литой алюминий можно отремонтировать сваркой, даже на примерах литых и сварных двигателей на выходе. (Rover Metro ампутировал двигатели V8-V6 для ралли в восьмидесятых годах) Обычный чугун (пластинчатый серый чугун) дешевле, его легче лить, он имеет более низкие механические свойства и лучшие характеристики демпфирования вибраций. Чугун трудно ремонтировать сваркой. Чугун с шаровидным графитом намного прочнее, но обладает гораздо меньшей механической демпфирующей способностью к вибрации. (приклад еще над литым алюминием). За прошедшие годы был сделан переход от всех серых чугунных двигателей (даже с чугунными поршнями) (общая мощность цилиндров 40 л.с. / литр) к чугунным блокам цилиндров с алюминиевыми головками (50-60 л.с. / л, на все алюминиевые двигатели (блок цилиндров плюс головка) до 80 л.с. / л (атмосферные двигатели) В настоящее время существует тенденция перехода на чугун с шаровидным графитом из-за затрат и комфорта). В высокопроизводительных автомобилях алюминиевые двигатели (до 140 л.с. / l Атмосферные) по-прежнему популярны благодаря экономии веса и охлаждающей способности, что делает затраты менее значимыми С уважением, Юрген Принсен, инженер-металлург и сварщик, Petrolhead и владелец нескольких итальянских автомобилей (Alfa Romeo (боксеры, прямые 4 двигателя Nord и V6 Busso) и Ferrari 456 (двигатель 5.5L V12 116B) благодаря экономии веса и охлаждающей способности, что делает затраты менее значимыми. С уважением, Юрген Принсен, инженер-металлург и сварщик, Petrolhead и владелец нескольких итальянских автомобилей (Alfa Romeo (боксеры, прямые 4 двигателя Nord и V6 Busso) и Ferrari 456 (двигатель 5.5L V12 116B) благодаря экономии веса и охлаждающей способности, что делает затраты менее значимыми. С уважением, Юрген Принсен, инженер-металлург и сварщик, Petrolhead и владелец нескольких итальянских автомобилей (Alfa Romeo (боксеры, прямые 4 двигателя Nord и V6 Busso) и Ferrari 456 (двигатель 5.5L V12 116B)

С точки зрения теплоемкости чугунным двигателям потребуется больше времени для нагрева, но также и больше времени для охлаждения. Допустим, вы останавливаете двигатель после поездки и запускаете его снова через пару часов, чугунный блок будет намного теплее, чем сплав, и если вы сделаете это несколько раз, у вас будет гораздо меньше прогреваться / охлаждаться циклов, что лучше для срока службы двигателя. Это один из факторов долговечности чугунных двигателей по сравнению с аналогичными алюминиевыми двигателями.