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주철 엔진에 비해 전체 알루미늄 엔진의 장점은 무엇입니까?

2021-12-10

가솔린 엔진의 실린더 블록은 주철과 주조 알루미늄으로 구분됩니다. 알루미늄 실린더와 주철 실린더의 장점과 단점을 비교하십시오.
1) 무게

알루미늄의 비중은 주철의 비중보다 작으며 강도 요구 사항을 충족한다는 전제하에 알루미늄 실린더 블록은 훨씬 가볍습니다. 엔진이 가볍기 때문에 차량의 중량 배분에 긍정적인 영향을 미치며, 차량의 무게도 가벼워집니다. 따라서 이 시점에서는 알루미늄 실린더가 지배적입니다.

2) 용량

같은 이유로 알루미늄의 비중은 작고 단위 부피당 알루미늄의 구조 강도는 주철의 구조 강도보다 낮으므로 일반적으로 알루미늄 실린더의 부피가 더 큽니다. EA113/EA888의 실린더 블록은 중심에서 실린더까지의 거리가 88mm인 반면, 기존 버전의 실린더 직경은 최대 82.5mm입니다. 냉각수 채널을 제외하면 실린더 벽은 실제로 상당히 얇습니다. 이런 방식으로 엔진 전체가 매우 컴팩트하고 크기도 작습니다. 알루미늄 실린더는 이 효과를 얻기가 더 어렵습니다. 이 시점에서는 주철 실린더 블록이 지배적입니다. [보충: 연성 주철의 인장 강도는 1000MPa 이상이 될 수 있으며, 항공 7075 알루미늄 합금의 인장 강도는 524MPa, 철 밀도는 7.85, 알루미늄 밀도는 2.7입니다. 따라서 동일한 강도를 얻기 위해서는 알루미늄합금의 부피를 1정도 늘려야 한다. 배는 있지만 무게는 약 40% 정도 가벼워졌습니다.]

3) 내식성 및 강도

알루미늄은 연소 중에 생성되는 물과 화학적으로 반응하기 쉽고 내식성은 주철 실린더 블록만큼 좋지 않습니다. 특히 온도와 압력이 더 높은 과급 엔진의 경우 더욱 그렇습니다. 반면에 볼륨에 대한 이전 결론은 엔진 볼륨 요구 사항이 상대적으로 작을 때 일반적으로 알루미늄 실린더 블록으로 주철 실린더 블록의 강도를 달성하기 어렵습니다. 따라서 많은 고과급 엔진에는 (9세대 이전) EVO의 286hp 2.0L I4(4G63)와 같이 항상 주철 블록을 사용하는 주철 블록이 사용됩니다. 수정 한계가 높은 것으로도 잘 알려져 있습니다. 알루미늄 실린더를 사용하면 쉽지 않을 수 있습니다. 이 시점에서는 주철 실린더 블록이 지배적입니다.

4) 비용

비용은 당연히 알루미늄 실린더가 더 비싸기 때문에 설명할 것이 없습니다. 이 시점에서는 주철 실린더 블록이 지배적입니다.

5) 폭발 저항 및 방열

알루미늄은 열을 더 빨리 전도하므로 냉각 성능이 좋아 엔진의 이상 연소 가능성을 줄이는 데 도움이 됩니다. 동일한 압축비에서 알루미늄 실린더 엔진은 주철 실린더 엔진보다 낮은 등급의 가솔린을 사용할 수 있습니다. 이 시점에서는 알루미늄 실린더 블록이 지배적입니다.

6) 마찰계수

왕복 부품의 관성을 줄이고 회전 속도와 응답 속도를 높이기 위해 대부분의 피스톤은 알루미늄 합금을 재료로 사용합니다. 실린더 벽도 알루미늄으로 만든 경우 알루미늄과 알루미늄 사이의 마찰 계수가 상대적으로 커서 엔진 성능에 큰 영향을 미칩니다. 주철에는 그런 문제가 없습니다. 이 시점에서는 주철 실린더 블록이 지배적입니다. [보충: 일부 소위 "전체 알루미늄" 엔진은 주철 실린더 라이너도 사용합니다.]
결론적으로:

알루미늄의 장점: 경량, 좋은 방열;
철의 장점: 저렴하고 내구성이 좋습니다.