发动机体是铝的好还是铁的好「铝的就比铁的好说一说你不知道的发动机气缸体知识」

我们经常说某款发动机是铸铁的,某款发动机是全铝的。这里面所说的“铸铁”或者“全铝”是指发动机气缸体的材质。那么什么是气缸体呢?它究竟有什么用呢?铝缸体和铁缸体都有什么优点和缺点?它对汽车有多重要?今天我们就来说说发动机气缸体方面的知识。

气缸体,气缸的壳体。气缸是指引导活塞运动导向的圆柱形空腔,狭义上的气缸体就是指包裹在气缸外面的那个壳体。不过现在的汽车发动机大多是水冷的,为了结构紧凑,通常把下曲轴箱与气缸体铸造在一起,构成气缸体-曲轴箱组,通常把这个组合体也称为气缸体,这是指广义上的气缸体。

气缸体是组装发动机的基础件,发动机各种零部件都安装在它的上面,并由它来保持各运动件相互之间的准确位置关系。气缸体在工作时,工作表面与高温高压的燃气接触,活塞在其中做高速往复运动,同时还要承受气体压力、往复惯性力、往复离心力、摩擦力以及发动机本身质量引起的各种冲击力,要经受较大的温度变化,要承受较大的机械负荷和热负荷。所以,要求气缸体具有足够的刚度和强度,并且具有良好的耐热性和导热性,以及良好的耐腐蚀能力、耐磨性等。质量当然是越小越好,功率重量比越大,发动机越紧凑。

从表面上来看,气缸体就是一个有几个大窟窿的铁块子(或者铝块子),实际上它的内部结构极其复杂。在气缸体内部,有着纵横交错的水道和油道,有各种座孔、隔板等,并形成大量的空腔,用来储存冷却液和机油。为了给曲轴、凸轮轴等轴承润滑,为了给活塞喷油散热,在这些部位还有分油道和机油喷嘴,引导机油的流向,保证发动机润滑系统循环正常。此外,还有引导水流方向的水道、各种阀体、工艺孔等。如果把气缸体从中间锯开,你会发现它的内部就像一座地下宫殿一样复杂。

如此复杂的结构,还要有足够的刚度和强度,就必须使用金属铸造工艺来制造。 普通的气缸体,一般是用灰铸铁铸造的;为了增加缸体强度、提高耐磨性,可以在铸铁中添加镍、钼、铬、磷等元素,形成优质合金铸铁;有些高强化柴油机使用了强度更高的球墨铸铁或者蠕墨铸铁。而现在乘用车使用的汽油发动机,大多采用铝合金铸造。也有少部分发动机使用了铝镁合金铸造,但是铝镁合金强度略低,并且比较怕水,缸体不能直接与水接触,所以在应用上受到了很大的限制。

现实中我们讨论最多的,就是铝合金发动机和铸铁发动机哪一个更好。如果单从机械性能方面来说,铸铁发动机会更好一些,它的机械强度更大,耐热性更好,可以承受更大的机械负荷和热负荷,耐磨、耐腐蚀能力更强;而铝合金发动机最大的优点就是重量更轻,散热性更好,其它方面都不如铸铁。综合各方面因素来看,其实是铸铁发动机略胜一筹。

那么为什么现在大多数的乘用车都使用铝合金发动机呢?

大家知道,现在的乘用车大多使用发动机横置、前轮驱动的结构,发动机安装在前轴的前方。这种结构型式,对车头部位的重量非常敏感。如果车头过重,对汽车的操控性有严重的影响,最常见的就是转向不足,在高速过弯时严重推头。而降低发动机的重量,就可以降低车头部位的重量,减小推头的趋势,提升汽车操控性。使用铝合金发动机,就可以有效地降低发动机的重量。对于普通家用车使用的小排量发动机来说,铝合金发动机比铸铁发动机轻10~20公斤,这对普通的家用车来说,已经是非常大的减重成绩了。如果是豪车使用的大排量多缸发动机,使用铝合金减重效果更加明显,所以豪车发动机几乎都是铝合金的。

此外还有一点,就是铝合金发动机成本比较铸铁发动机更低。

是的,你没看错,老侯也没有说错,对于车企来说,确实是铝合金发动机成本比较铸铁发动机更低。

有人说这怎么可能呢?铝合金比铸铁贵那么多,做成气缸体成本反而低呢?这主要是因为:材料成本仅占发动机成本的一小部分,其它的比如设计成本、加工成本等才是大头。

铝合金发动机最早都是应用在豪车上的,后来才下放到普通家用车上。在这个技术下放的过程中,其开发设计成本早已经在豪车上分摊完毕,应用到家用车上,设计成本几乎可以忽略不计了。在加工成本方面,铝合金的铸造性能更好,可以铸造出更复杂的造型,这样就可以减少后期的加工步骤,降低加工成本;还有就是铝合金熔点低,铸造时消耗的能源费用低,铸造的成品率也比铸铁高很多,铸造缺陷更少。这样综合计算下来,使用铝合金气缸体成本并不比铸铁气缸体更高,甚至由于使用量大成本更低。车企宣称的铝合金发动机成本更高,只不过是一种苦肉计罢了,目的是让消费者花更多的钱。

这里有一个特例,就是大众家的EA888发动机,一直都使用铸铁缸体。这主要是因为,这款发动机被调校成差异较大的高低功率版本,同时还有较大的后期改装升级余地,被应用在某些性能车或者改装车上,使用铸铁气缸体可以满足对强度的需求。此外,奥迪车型发动机都是纵向布置的,对重量不是太敏感,使用铸铁对操控性影响也不大,所以大众就把这个铸铁气缸体坚持了下来。其实这也是分摊成本的一种手段,如果单独开发一个铝合金发动机,大众家的车会卖得更贵。

前面挖了一个坑,说气缸体是组装发动机的基础件,由它来保持各运动件相互之间的准确位置关系。这个基础有多重要呢?很多人可能理解得不是很深刻。下面老侯简单给大家说一说。

大家都知道发动机是非常精密的,这个精密主要就体现在各部位的配合间隙小,各零部件之间的运动关系精确。而这些零部件都是安装在气缸体上的,只有安装位置精确,才能保证运动关系精确,所以气缸体的几何尺寸精度就直接决定了发动机的精密程度。

气缸体是一个机械加工件,在加工过程中,必然会有尺寸误差,比如平面度、平行度、同轴度、垂直度、圆度等。这些机械公差越低,发动机越精密。比如平面度,平面度越高,密封性越好,平面度超差会导致密封不良,漏油、漏水、漏气等;气缸轴心与曲轴轴心垂直度超差,会导致活塞偏缸,异常磨损;曲轴、凸轮轴同轴度超差,会造成轴跳动,增大振动与磨损,缩短发动机使用寿命,等等。所以气缸体的几何尺寸精度是非常重要的。

那么这个精度是如何保证的呢?一方面是在铸造时,模具、砂型的制作工艺与精度;另一方面,就是后期的机械加工工艺,比如机床加工,测量技术等。这些都非常考验一个国家的基础工业水平,并且需要工业积累,并不是可以一蹴而就的。经常有人质疑说现在的汽车发动机技术都已经公开了,为什么我们国家还制造不出来优秀的发动机?其实差距并不在设计上,而是被这些基础工业卡住了脖子。最简单的例子,人家的机床精度可以达到0.01mm,你的只能达到0.05mm,就是把最优秀的发动机给你仿制,你也做不出来啊!此外,还有材料、热处理等,也是仿制不来的。所以,我国的汽车工业,还是任重道远的!

在我们日常使用中,气缸体最容易发生的损伤就是高温变形。由于铝合金气缸体强度不如铸铁气缸体高,并且耐热性也不好,所以如果铝合金发动机如果发生过开锅的故障,就会造成气缸体、气缸盖变形,后期很容易出现各种漏油、漏水、呲缸垫等故障,并且很难解决。而铸铁发动机相对会好一些,这也是铸铁发动机更耐用的证据之一。此外,发动机长时间使用也会由于各种振动、各种力的作用而导致气缸体变形,进而导致气缸体尺寸超差,各种零部件之间的配合关系和运动关系被破坏,发动机使用寿命缩短。很多发动机大修后使用寿命远不如原厂发动机,就是因为这些基础件变形造成的。

此外还有非常重要的一点,就是铝合金发动机一定要定期更换防冻液。铝合金是不太耐腐蚀的,防冻液中有抗腐蚀剂,可以减轻水对铝合金的腐蚀。如果抗腐蚀剂消耗殆尽,气缸体被腐蚀,可能会造成内部漏水、气缸体强度下降等。千万不要相信“防冻液永远不用更换”的鬼话。如果是铸铁发动机的话,耐腐蚀性更好一些,防冻液更换周期可以更长。

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缸体是铝的好或是铁的好?二者的区别在哪里呢?

相对来说,钢体配件使用材料铝是最好的,因为铝缸体可以减轻发动机重量,还有省油、节能、操作便捷的好处,它的主要问题就是耐久性,没有铁缸体耐用,使用年限长。

不能从单门专门特定的角度去比较这两种材质的缸体,简单点来说的话,铁缸体它的耐磨性更好一点,它能够使用很长的时间,同时它的价格也很便宜,即便是使用年限到期了,更换其来也不费钱。但是它有很多缺点,因为它是铁缸体重量很重就会导致发动机工作频率更大,在行驶过程中会很烫。很容易烫坏汽车上面的配件,比如一些塑料配件,会受到高温的损害。

再说一下铝制的缸体,铝缸体它的重量非常轻,它散热性肯定是要比铁缸体快很多。因为铁和铝的密度不一样,这两种材质相比较的话,铁的材质更佳稳固一点。也就是说,铝制缸体使用时间是很短暂的,年限要比铁质缸体少一倍。不过它也有很多好处,比如说铝制缸体车辆很轻,那么汽车操控这一块来说肯定是很便捷的,很轻巧的,这对于女性司机很实用。还有一点是,铝制缸体会帮助发动机减少温度,夏天开车,空调会更快凉快起来。

在大家最关注的省油角度来看的话,铝制缸体因为工作效率的缘故,它相对来说比铁的更加省油一点,这是因为重量低的缘故,发动机工作起来就会相对减少。总而言之的话,一般都是小功率的车子用的是铝制缸体。铁质缸体只有是大功率车子一才会需要,因为发动机功率非常大的缘故,会需要铸铁的钢铁。这就是两者最主要的差别,大家在实际购买汽车时还是要按照需求购买。

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发动机缸体铁和铝的区别是什么?

发动机缸体铁和铝的区别如下:1、铸铁的缸筒:它的耐磨性使用耐久性优于铝制的缸筒它的造价也相对低。但它的缺点是和里面的活塞膨胀系数不同当高速行驶时间过久发动机过热时由于活塞是铝制它的膨胀系数大于铸铁缸筒有时会造成粘缸现象就不能再行驶了。而且它的重量更大会增加油耗。2、铝制缸筒:它的重量轻膨胀系数和活塞一致几乎不会造成粘缸的现象它的散热性也比铸铁的要好。它的耐磨性略低于铸铁但由于采用的是铝合金所以相差不大。虽然它的材料成本高于铸铁但对于整个发动机来说影响不大。而且重量轻更节能。

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