題:
鋁引擎與鑄鐵引擎
Shobin P
2016-02-23 17:51:07 UTC
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除了生鏽和減輕重量外,鋁製發動機提供的鑄鐵發動機還有什麼優勢。

製造商喜歡吹噓所有新型鋁製發動機,這確實意味著客戶?

我應該購買功率稍強的鑄鐵發動機還是功率較小的鋁發動機?

我的1996美洲虎有一個鋁塊。這不是新事物。我不確定體重是否也有優勢,至少在老年人中沒有。鋼塊對於所用材料的體積具有更大的強度。如今,材料設計可能要好得多,因此他們可以減輕重量,而不會影響強度。我想問題是功率對重量的比率。如果您將引擎車的功率提高10%但將其重20%,您將一無所獲。
如果引擎的功率增加10%但重20%,則您在普通汽車中獲勝,因為汽車可能只會重5%,因此零至100K的時間會更快。
@Autistic發動機更輕的汽車可能更敏捷,操控性更好,重量分佈更佳,因此實際上可能更快通過彎道,這可能意味著在某些道路上點對點的時間更快。阿爾法·羅密歐(Alfa Romeo)的舊雙火花發動機使用合金塊。這確實意味著他們使用了更多的油,因為它們在大量使用時會彎曲,但是這些車的處理方式極為鋒利。
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@Autistic,如果您以10%的比例提及我的評論,我會小心地表述為“如果您的鐵製發動機汽車的功率提高10%,但重量增加20%”,那麼我在談論的是整車的重量和功率,而不僅僅是引擎。對不起,如果還不夠清楚。正如其他人指出的那樣,重量也改變了汽車的操縱方式,因此即使重量不變,重量也並不總是那麼簡單,即較慢的加速度或更大的抓地力。
@TafT發動機的鑄鐵版本和鋁製之間實際上沒有太大的區別,可能只有幾公斤,這會嚴重嗎?
@Anarach只能在幾百公斤幾公斤的情況下起作用。在重達幾千公斤的汽車中,發生這種情況的可能性較小。在大多數摩托車和飛機中,這很重要。在超過500kg的汽車中,我驚訝地發現這很重要,除非還更改了其他組件來改變負載。
七 答案:
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
2016-02-23 18:45:03 UTC
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您已經說明了鋁塊的主要原因是重量減輕。正是由於同樣的原因,福特公司才開始生產鋁製車身的F系列卡車:減輕重量就等於提高了燃油經濟性。如今,大多數製造商都在各個地方使用鋁以減輕車輛的整體重量。就生鏽而言,這對鑄鐵塊而言通常不是問題,因為它的壽命被掩蓋了。

由於您要減輕車輛前端的重量,因此在大多數情況下,它還能提供更好的重量偏差。

對於那些關注車輛重量居中的車輛(例如:Corvette),從汽車前部減掉110磅(當他們轉向LS1發動機和變體時)在此過渡過程中起到了很大作用(將變速箱移至汽車的尾部也有幫助)。這可以提供更好的過彎態度,並有助於過度/不足的轉向習慣。

與鋁鑄鐵相比,鑄鐵磚有三個主要優點(我能想到):

  • 尺寸穩定性:在加熱過程中,鋁的生長比鋁的生長多鐵。因此,必須在鋁塊中內置額外的預防措施,以抵消這種情況並防止出現問題。
  • 無氣缸套:如果您永遠要在氣缸套所在的位置重建鋁塊吐司,必須將其更換。與僅在鑄鐵缸體中鏜缸相比,這是很大的加工費用。
  • 成本:鑄鐵已經在工業中使用了很多年,並且很容易生產。另一方面,從鋁土礦中提煉鋁的成本要高得多。僅在材料方面,成本就更高。然後查看汽缸套和特殊鑄造工藝的成本,必須採用這些工藝才能使鋁塊正確,成本甚至更高。但是,在加熱過程中需要權衡取捨(熔化鋁和鑄鐵所消耗的能量不需要太多),並且鋁更易於機械加工(機床/夾具與鑄鐵的磨損較少) 。

我不確定為什麼您認為任何給定的鑄鐵塊都將比任何給定的鋁塊更強大?這完全取決於您正在尋找的引擎以及製造商在性能方面所做的工作。如果您只是想將兩者進行比較,則必須自己決定。

像往常一樣好寫,我並不是說鑄鐵更強大,因為在特定型號的兩種發動機之間進行選擇,例如,一輛汽車的1升鑄鐵發動機可產生70馬力,另一輛是全鋁製發動機,可產生64馬力哪個更好?考慮到兩者對消費者的成本相同?
@Anarach-我不知道我還是任何人都可以回答這個問題,但您卻無法回答。查看與引擎有關的其他因素,例如燃油里程。找出對您最重要的東西。是性能還是重量?鑄鐵塊的使用壽命通常比鋁更長,但這還取決於製造引擎的人。這真是胡扯。
鑄鐵的另一個好處是設計更容易。當我為一家汽車公司的供應商工作時,每年都會有一些鑄鐵砌塊通過,這很簡單,“我們是否搞砸了嗎?”測試和一堆鋁塊,“這次*出了什麼問題?”測試。
我要補充的一件事是,鋁塊在堅硬的使用條件下會扭曲,這會導致耗油量超過鑄鐵塊。我父親的老阿爾法·羅密歐155 2.0 Twinspark在一次非常熱烈的50英里行駛中就使用了多達半升的機油,而我的Lancia Dedra 2.0 SE(相同的基本車卻配備了Fiat / Lancia Twincam發動機)沒有受到影響石油消耗水平附近的任何地方。
@SteveMatthews-我認為這與設計比與彎曲更多有關。鋁很硬。如此堅硬,實際上,它比鑄鐵更容易使應力上升。我並不是說您錯了,只是說這裡可能涉及的不僅僅是構建塊的方法。
我不同意生鏽的鐵塊不是問題,我知道引擎在不定期沖洗時會在內部旋轉(並且面對它,很少有人沖洗過冷卻液!)大塊的生鏽殘留物會漂浮並阻塞散熱器,銷毀泵等。但是...合金塊/零件仍然是一個問題,在許多情況下,它們的腐蝕速度一樣快。
@SteveMatthews-我的Toyota RAV4混合動力車上裝有2.5升鋁塊(2AR-FXE)。完全沒有可見的油耗:9000公里後仍處於滿刻度。因此,儘管鋁塊可以消耗油,但這並不意味著鋁塊可以消耗油。
Chris Johns
2016-02-24 02:31:42 UTC
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就材料性能而言,鋁鑄件趨於更輕,具有相同的強度,並且更易於冷卻。

鋁的許多缺點歸結為製造問題。鋁鑄件可能容易出現缺陷,儘管鋁是軟質的,但它不像鑄鐵那樣容易加工,特別是在發動機所需的公差範圍內。同樣,其柔軟性意味著任何軸承表面都需要形成嵌件(在另一個答案中已經提到了氣缸套),而不是僅僅從鑄件上加工出來。出於同樣的原因,氣缸蓋和歧管連接等配合表面在組裝和維護過程中更容易損壞,同樣的情況也適用於容易剝落和卡死的螺紋。

相比之下,鑄鐵具有特殊的性能,您可以通過在模具中放置冷卻板來創建耐磨的軸承表面,從而在鑄件中創建硬化表面。鑄鐵還具有出色的尺寸穩定性和良好的吸振性能。

儘管我們認為鋁是“不生鏽的”,但腐蝕實際上是鋁塊中的一個大問題。原因之一是,鋁和鋼之間的接觸會引起電偶腐蝕,當您有諸如氣缸套和雙頭螺柱等必須由鋼製成的物件時,這是一個特別的問題。

Devin Gleason Lambert
2016-02-24 02:27:56 UTC
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從實用的角度來看,

我的04 VW GTI具有鋁塊和渦輪,要記住的一件事是,鋁比鑄鐵更軟並且更容易剝離或劃傷。我有第一手的經驗,即在渦輪增壓器和下水管之間劃出螺柱孔。您曾希望它是鑄鐵的。我也想過,由於分解速度比鑄鐵快,因此更容易受到壓縮問題的影響。

只是我從引擎蓋下的要點。

此外,在新英格蘭,車輛前部的額外重量可能更有益,因為它應該有助於牽引力。濕滑的道路。

實際上,您的GTI有一個灰鑄鐵塊。渦輪/歧管連接的頭部為AL。
哇,我一直以為是鋁。無論如何,我仍然相信我的答案仍然有效。
在濕滑的條件下,您需要在後輪上而不是前輪(通常是發動機所在的地方)上增加重量。
如果是後輪驅動車輛,是的。如果是前輪驅動車輛,則將重量放在前面。因此,為什麼2wd的卡車會在後面放沙袋以幫助冬季牽引。
您是在說沒有腹肌的卡車嗎?
Jerome Wiley Segovia
2016-02-24 03:57:09 UTC
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還有壓緊的石墨鐵,自2004年以來,車輛一直在使用這種新的替代品。它使分子在冷卻時形成更緻密的基體,從而提供了鐵的優點(使用壽命更長)以及鋁(輕得多)。

歡迎來到Mechanics.SE!儘管我同意您的評估,但是我不確定這如何真正回答鋁v鑄鐵的問題?
它有助於提供背景信息,並可能使發帖人得知他們提出原始問題時可能還沒有其他信息,例如詢問參議院的民主黨-共和黨分裂。然後有人發帖說:“嗯,您可能不知道這一點,但實際上有兩名參議員已經註冊為獨立議員。”
我知道你來自哪裡。不過請記住,Stack Exchange是關於回答OP的問題的。由於OP並未詢問鋁或鑄鐵的替代品,因此您的答案在這裡沒有位置……它與答案鏈無關。請意識到,我不會因為您的回答而困擾您,我只是想幫助您了解Stack Exchange的工作方式。請查看[幫助中心](http://mechanics.stackexchange.com/help),以獲取有關回答問題的更多信息。
Netduke
2016-02-23 23:51:39 UTC
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鋁製發動機還具有更好的傳熱性能,可以減少發動機熱點和爆震的趨勢。

當功率極限是發動機爆震(通常是這種情況)時,具有相同規格/尺寸的鋁製發動機將具有更高的抗爆震能力,並具有更大的動力。例如,在具有更大的抗爆震性的情況下,通常要做的一件事是增加壓縮/增壓/點火提前量以增加發動機的動力輸出。

如果所有引擎設置均保持不變,例如當未針對材料變化調整引擎音調時,鑄鐵可能會增加一點馬力。發生這種情況的原因是,鑄鐵燃燒室在燃燒過程中吸收的熱量更少,並且在實際工作中可以節省更多的熱量。

在某些特殊情況下,發動機堅固的鑄鐵發動機缸體將是一個優勢。受零件強度而不是爆震的限制,例如帶有大量助力和亞硝酸鹽的低壓縮強制感應甲醇發動機。

您能否更好地限定第二段?看來您是在說鋁塊比鐵塊能發電更多?
我會說這是非常不准確的,與鑄鐵相比,AL氣缸蓋確實確實降低了熱點的可能性,但是在缸體中這並沒有真正的區別,幾乎所有缸體在到達氣缸蓋時都被活塞覆蓋最熱的部分。 AL大部分也有鑄鐵襯裡。
當然,將鋁和鑄鐵發動機部件混合會產生不同的結果。我在這裡不只是比較發動機缸體或單個組件...鋁發動機是指鋁製缸蓋和缸體,而鑄鐵發動機是指鐵缸蓋和缸體。
@draksia:似乎大多數德國製造商都在使用[Alusil](https://en.wikipedia.org/wiki/Alusil)轉向無襯套發動機。不知道為什麼沒有更多的製造商加入該聚會,這似乎比壓制襯裡要簡單得多。
從歷史上看,nikasil或alusil塗層存在很多問題。它們通常也不是可替換的。
Jurgen Prinsen
2017-07-07 15:07:08 UTC
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如前所述:鋁更輕(比重從2.5 kg改為7.8 kg / l)具有更好的導熱性,但生產成本更高,而回收成本更低。鑄鋁可以通過焊接進行維修,甚至連鑄機和焊接發動機的出口也可以修復。 (八十年代集會的Rover Metro截肢V8至V6發動機)普通鑄鐵(層狀灰鑄鐵)價格便宜,易於鑄造,機械性能較低,並且具有更好的減振能力。鑄鐵很難通過焊接修理。球墨鑄鐵堅固得多,但對振動的機械阻尼能力卻低得多。 (對接仍在鑄鋁上方)。多年來,已經從所有灰口鑄鐵發動機(連鑄鐵活塞)(40HP /升總汽缸容量)轉向具有鋁頭(50-60 HP / L)的鑄鐵汽缸體,到所有鋁製發動機(汽缸體加缸蓋),高達80 HP / L(大氣壓發動機)如今,由於成本和舒適性的緣故,人們傾向於使用球墨鑄鐵。)在高性能汽車中,鋁製發動機(高達140 HP / L大氣壓力)仍然最喜歡的是,由於節省了重量和冷卻能力,使得成本降低了相關性。親切的問候,於爾根·普林森(Jurgen Prinsen),冶金和焊接工程師,彼得羅黑德(Petrolhead),他是幾輛意大利汽車的所有者(阿爾法·羅密歐(Alfa Romeo)(義和團,直列4缸Nord和V6 Busso發動機)和法拉利456(5.5L V12 116B發動機)

oryades
2017-06-05 12:01:07 UTC
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從熱容量的角度來看,鑄鐵發動機將花費更多時間加熱,但也需要更多時間冷卻。假設您在開車後停止發動機,然後在幾小時內重新啟動,鑄鐵塊會比合金塊更熱,如果多次這樣做,您的預熱/冷卻將少得多循環,這對於發動機的使用壽命更好。與類似的鋁製發動機相比,這是鑄鐵發動機使用壽命長的原因之一。



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