铝硅合金的气缸(铁气缸和铝气缸)

摩比网 2022-12-06 13:57 编辑:admin 196阅读

1. 铁气缸和铝气缸

铝合金缸体的优点在于他重量轻,在减轻车重的同时还降低了油耗。在散热方面也比铸铁材料更强的散热效果,因而会提高了发动机的工作效率。

铸铁缸体的优点是他的热负荷能力更强,能承受更大的马力,潜力远远大于铝合金缸体。同等排量的缸体铝合金材料能承受100kw功率的话,铸铁缸体能承受200kw的功率。

在缺点方面铝合金材料的抗腐蚀性和耐用性都不如铸铁材料,铸铁的强度优于铝合金是不变的事实,考虑重量因素才失去了应用优势.但是某些需要极端压榨发动机动力的场合,如赛车中常见的高功率涡轮增压发动机,铸铁缸体潜力大的优点就全体现出来了。

要说好坏的话,他们各有各的优点,看自己的需求来选择。

2. 气缸材质铝合金与铸铁区别

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。

3. 铁气缸和铝气缸哪个好

有的,缸体不锈钢材质,薄而强度高,气缸高频率使用时缸体散热效果良好。

缸径:20,25,32,40mm 等。

行程:25,50,75,100,125,150,200mm 等。

4. 铁气缸和铝气缸那种好

两者材质和特点不同:

陶瓷气缸,就是纯铝合金气缸,无缸套,直接在铝合金缸壁上加陶瓷。

铝硅气缸就是铝硅合金气缸,它具有耐磨,耐高温,耐腐蚀,强度高,自润滑,重量轻。

5. 铁缸体和铝缸体

铁合金不管是材料成本还是制作成本都要比铝合金低得多,使用铸铁发动机自然成本就低了,利润就高了。从物理特性上看,铁的密度比铝大,单位体积的结构强度要比铝好,那在保证强度足够的情况下,铸铁发动机可以做得体积更小,更紧凑些,节省空间。而且铁的强度更好,铸铁缸体就不容易变形,再加上耐高温性比较好,所以有利于提升发动机的功率。打个比方,1.3L排量的铸铁发动机,它的输出功率可以达到70kW以上,换成铝制发动机就不行了,大概只有60kW左右。 最后,从腐蚀性上来看,铝容易跟燃油燃烧下产生的水发生反应,导致发动机铝制表面不断被侵蚀,寿命缩短,而换成铸铁发动机的话,就要好得多了。但是铸铁发动机也有它的缺点,不然现在也没有所谓的“全铝发动机”的存在了。首先就是重,同排量的发动机来说,铸铁发动机要比铝制发动机重20kg左右。有研究表明汽车的自身重量每减少10%,燃油的消耗可降低6%~8%。以普通的紧凑型轿车和紧凑型SUV来说,10%的自重大概是130kg和150kg。那么铝制发动机轻20kg是什么概念呢?大概相当于油耗降低1%,额,这点油耗我觉得只要你好好开车,说不定能省更多。 再来就是铸铁发动机的散热性能比较差,不然发动机缸盖也不会换成铝制的了。铝制发动机也是有缺点的,除了上面说到的耐高温性、耐腐蚀性比铸铁发动机差,成本比较高以外。还有就是体积更大,因为它的单位结构强度不如铁制发动机,所以为了达到相应的强度要求,就只能把体积做大一些。最后说一个问题,那就是所谓的“全铝发动机”真的不是全铝的,全铝的发动机上缸体内还嵌有铸铁的缸套。 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。如果没有这个铸铁的缸套,那么就会变成铝制的活塞跟铝制的发动机缸壁进行摩擦,铝跟铝之间的摩擦系数很大,这样会影响引擎的性能。所以铸铁缸套的存在不仅保留了铝制发动机的优点,还解决了全铝发动机易腐蚀以及摩擦系数大的问题,提高了它的寿命!

6. 铝缸和铁缸发动机的区别

依照历史的发展,最先出现的是铸铁发动机,然后才是铝合金发动机。铸铁发动机制造工艺相比铝合金技术要求更低,但是不代表铸铁发动机比铝合金发动机差,其实两种材质发动机各有优势。

铸铁发动机:优点是,制造技术条件低,且工艺成熟,铸铁发动机在实际工作过程中,能够承受高温高压的工作环境。

不足是,发动机重量过重,散热不及铝合金好。

铝合金发动机:优点是,重量轻,有效降低发动机自重,散热好,另外,制造工艺要求相比略高,制造成本比铸铁发动机贵。

不足是,发动机在工作时受热易变形,造成缸内壁和活塞匹配度在长时间运行下间隙变大,动力泄漏较大。

另外铝合金发动机不可过分压榨发动机的动力。但是现在经过技术的改良,铝合金发动机的耐高温性也不比铸铁差。

7. 铁气缸和铝气缸的区别

气缸体大多用铸铁或铝合金铸造而成,铸铁和铝合金气缸体最大的不同就是重量,铝合金发动机比铸铁发动机可以减轻一半的重量。本来轿车的总重量就不高,可是发动机所占的比例不能忽略,重量减轻的最直接效果便是油耗方面表现的增强。而发动机的重量也直接影响车辆的行驶性能,由于一般轿车多为前轮驱动,如前舱重量过重,车辆拐弯时会引起过多转向,并且制动距离也会加长。 铝合金气缸体优点:可以减轻一半的发动机重量,能有效降低燃油消耗和提高操控表现。 铝合金气缸体缺点:铝制材料价格昂贵。

8. 铝合金气缸和铸铁气缸

铝合金的缸体好。

铝的优势: 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。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。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%。据最新资料,国外汽车自身重量与过去相比减轻了20%~26%。例如,福克斯采用了全铝合金的材质,减轻了车身重量同时,还增强了发动机的散热效果,提高了发动机工作效率,而且寿命也更长。从节油的角度看,铸铝发动机在节油方面的优势颇受人们关注。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。出于成本的考虑,气缸体采用全铝的设计要比气缸盖要晚得多。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的轿车来说,显得尤为可贵。然而,殊不知,材质的变化需要更多成本的支出,由于材料价格和加工工艺的不同,采用铝合金缸体的发动机自然会比铸铁发动机的价格要高出一截。在这一诉求点上,显然是铸铁缸体的发动机占优势。延展阅读:缸体材料应具有足够的强度、良好的浇铸性和切削性,且价格要低,因此常用的缸体材料是铸铁、合金铸铁。但铝合金的缸体使用越来越普遍,因为铝合金缸体重量轻,导热性良好,冷却液的容量可减少。启动后,缸体很快达到工作温度,并且和铝活塞热膨胀系数完全一样,受热后间隙变化小,可减少冲击噪声和机油消耗。而且和铝合金缸盖热膨胀相同,工作可减少冷热冲击所产生的热应力。

9. 铝合金气缸

相对于铸铁,铝的缺点和优点都非常明显,使得这两种发动机缸体材料适用范围其实不一样。

一、两种材料的优缺点。

1、铸铁的优缺点。

铸铁热膨胀系数低,铸铁缸体易加工,强度高,耐磨,铸铁甚至还有一定的自润滑特性。除了温度传导系数和重量,铸铁几乎没有缺点。但是铁再差也是金属,蠕墨铸铁又是铸铁里热传导系数比较好的材料。对内燃机的需要而言,蠕墨铸铁与铝合金差的那点温度传导系数完全可以用更精密的水路换回来,毕竟铝这玩意儿因为强度和热膨胀系数的关系做复杂水路有点难(后面慢慢分析)。

所以铸铁真正无法克服的,只有重量这一个问题,但是这个问题,只在大缸体上存在(注意排量大不等于缸体大,这两件事有关系,但终归不是一回事)

2、铸铝的优缺点。

铝最大的优点:轻。网上盛传的散热优势其实对一般的全铝发动机不存在,只有采用铁离子涂层(注:等离子涂层是指采用等离子喷射技术生产的铁离子涂层)的全铝发动机缸体散热才是真的牛逼。原因在后面有分析。

铝最大的问题是膨胀系数和加工难度,而且这俩缺点还狼狈为奸——加工难度高导致对膨胀系数的容忍度更低(因为膨胀系数越高,零部件加热后变形越大),而为了解决膨胀系数和成本的问题,导致其必须使用较为简单的管路设计:为降低缸体与缸套间隙因温度变化受到的影响,水路、油路都不能太复杂以尽量减少受热引起的不规则变形。因此简单的开放式水路是这种发动机缸体的最佳选择,这也是为啥宝马B48那种加了涂层没用缸套的缸体用的反而是封闭式水道。

铝制缸体为什么加工难度高?这是因为铝制缸体中汽缸壁必然不是铝材:铝不耐磨而且摩擦系数大,所以需要在铝制缸体上,为汽缸壁,替换一部分材料。而铸铁缸体一般是不需要这一步的(赛用那种玩意儿铸铁也得上套,但是民用一般用不着)。

全铝缸体一般采用的铁制缸套,因为需要镗缸下套,导致这玩意儿成本很高。部分车子会采用铁离子涂层,但是那玩意儿相对于铁制缸套耐磨性还是差了很多:正常使用时,采用铁离子涂层的宝马N20 B48缸体在质保期内一定会出现汽缸涂层磨损不均匀的问题。其耐用性差导致应用范围很窄,关键成本也高。

3、两者的对比分析。

单从铸造的角度来讲,铸铁和铸铝差别不大,铝制缸体成本高的原因在于缸套和涂层——但这种东西对铸铁不是必须的,所以才会说铸铁缸体易加工而不是铸铁易加工,注意区别。

一般的全铝发动机其实都会使用铁制缸套,即使是赛车,大多也是塞个锻造的赛用套。也就是说对于这种全铝发动机,冷却水最终面对的还是铁,因此散热与铸铁发动机相比没有本质区别。

但是这也扯出了另一个铁离子涂层的优势「采用铁离子涂层汽缸壁的缸体,其铝制缸筒直接浸泡在冷却液里,同时不存在铁质缸套的阻隔,工质温度控制是真的牛逼」,然而不耐用。到底有多么不耐用呢?用了一段时间的N20 B48的缸体测量汽缸内径时可以测出处处都不一样,跟葫芦串似的。

然后是膨胀系数的问题。对于加了缸套的全铝缸体,缸套和缸体的间隙因温度的变化而变化较大。而对于铁离子涂层的全铝缸体,虽然不存在缸套和缸体的间隙问题,但是活塞和汽缸壁之间的间隙也会因为温度变化而发生较大变化。为保证发动机常用工况的良好性能,一般原厂都会牺牲冷车状态的性能,具体表现就是冷车噪音大(全铝发动机通病),后果就是冷车状态对发动机伤害更大,冷车状态发动机工况更差,发动机性能衰减更快(动力降低油耗增加)。

铁因为强度高膨胀系数低的关系,单位截面上水路的形状设计可以更加激进而不至于强度不足或受热影响变形太大。所以加缸套的全铝发动机和铸铁发动机在热量管理上其实半斤八两,真正牛逼的是铁离子涂层全铝缸体,然而那玩意儿不耐用。

缸体易加工不仅关系成本,还关系性能:铝制发动机缸体为了缩减工时,提高良品率,降低缸体与缸套间隙因温度变化受到的影响,一般会采用开放式水道。但是铸铁四缸缸体几乎全部都是封闭式水道,因为对四缸以内缸体的铸造来说,两者的成本几乎没区别。有些人会提粘砂什么的,但是拜托去知网查查,这种东西是可以解决的,一汽大众当初还因为解决了EA111缸体铸造粘砂那事儿发了篇论文。对铸铁缸体而言,除了一些缸体结构特别复杂的,一般四缸发动机缸体在试生产中,采用封闭式水道缸体良品率可能会低一些,但在正式的大规模生产中,两种水道对良品率影响不大。

二、两者适用场景的分析。

好,缸体材料的优劣分析完了,开始说结论:省油取向的混动发动机适合用铸铁,小缸体发动机适合用铸铁,寒冷地区适合用铸铁。

省油取向的混动用铸铁是因为很多情况下混动燃油机其实不工作,这种时候水温会受一定影响,所以需要膨胀系数低冷车状态工况更好的铸铁发动机。

小缸体的重量本身就不大,用全铝节约重量的意义不大,反而这时铸铁缸体热膨胀系数低、自润滑、易加工的优势突出:封闭式水道的缸体强度极佳,冷车工况更好,从而使发动机性能衰减缓慢(大众EA888、奇瑞E4T系列为代表)。

寒冷地区适合用铸铁就不用解释了吧?这种段子太多了,比如「全小区的人都知道XX要去上班了」。

大缸体高性能同时对重量有严格要求的发动机适合用全铝带缸套。铁离子涂层全铝我也不知道适用于什么场景。赛用吧强度不足,民用吧耐用不够。把缸体也作为消耗部件吧,那么这种发动机效率是相当牛逼,可效率再高多少年才能省回来一个缸体?所以个人认为铁离子涂层全铝缸体实在太鸡肋。

至于为啥现在兴起小排量全铝发动机,对于宝马,肯定是因为技术通用,节约研发资金,模块化压缩成本。他们要给豪车造大缸体高性能轻量化全铝发动机,然后再把这种发动机刀一刀,活塞连杆气门什么的通用,搞出一个小排量的喂消费者吃屎——他们是舍不得特意为工薪阶层研发适合他们的发动机,又想割韭菜。

对于其他家,没研究过,不清楚。

多数消费者也被厂家忽悠瘸了,你真问他小排量全铝好在哪,就会扯一些玄而又玄的「轻量化」「散热好」「行业趋势」。你真问他轻了多少,散热好了多少,为什么是行业趋势,他就会喷你不懂车,精神胜利法溜得飞起,笑。

顺便提一下,奇瑞E4T系列的热量管理是真的骚,80℃的水温啧啧啧。

最近日产小排量1.6也开始用铁离子涂层的全铝缸体了,他的表现会不会比宝马更好呢?我们拭目以待吧。

应读者要求补充几张发动机中缸图。

从上到下依次为EA888(铸铁封闭式水道)、L15(铸铝开放式水道带缸套)、B38(铸铝封闭式水道带涂层)的中缸。