Jakie są zalety silników wykonanych w całości z aluminium w porównaniu z silnikami żeliwnymi?
Blok cylindrów silnika benzynowego dzieli się na żeliwo i odlew aluminiowy. Porównaj zalety i wady cylindra aluminiowego i cylindra żeliwnego:
1) Waga
Ciężar właściwy aluminium jest mniejszy niż żeliwa, a aluminiowy blok cylindrów jest znacznie lżejszy przy założeniu spełnienia wymagań wytrzymałościowych. Silnik jest lekki, co pozytywnie wpływa na rozkład masy pojazdu, a także masa pojazdu jest mniejsza. Dlatego w tym momencie dominują cylindry aluminiowe.
2) Objętość
Z tego samego powodu ciężar właściwy aluminium jest niewielki, a wytrzymałość konstrukcyjna aluminium na jednostkę objętości jest mniejsza niż w przypadku żeliwa, dlatego cylindry aluminiowe mają zwykle większą objętość. Blok cylindrów EA113/EA888 ma odległość od środka cylindra wynoszącą 88 mm, podczas gdy istniejąca wersja ma średnicę cylindra do 82,5 mm. Z wyjątkiem kanału wody chłodzącej, ścianka cylindra jest w rzeczywistości dość cienka. W ten sposób cały silnik jest bardzo kompaktowy i ma niewielkie rozmiary. W przypadku cylindrów aluminiowych trudniej jest uzyskać taki efekt. W tym momencie dominuje żeliwny blok cylindrów. [Suplement: Wytrzymałość na rozciąganie żeliwa sferoidalnego może przekraczać 1000 MPa, podczas gdy wytrzymałość na rozciąganie stopu aluminium lotniczego 7075 wynosi 524 MPa, gęstość żelaza wynosi 7,85, a gęstość aluminium wynosi 2,7. Dlatego, aby uzyskać tę samą wytrzymałość, należy zwiększyć objętość stopu aluminium o około jeden. Razy, ale waga jest o około 40% lżejsza]
3) Odporność na korozję i wytrzymałość
Aluminium łatwo wchodzi w reakcję chemiczną z wodą powstającą podczas spalania, a jego odporność na korozję nie jest tak dobra jak w przypadku żeliwnych bloków cylindrów, szczególnie w przypadku silników doładowanych, pracujących w wyższych temperaturach i ciśnieniach. I poprzedni wniosek dotyczący objętości, z drugiej strony, gdy wymagania dotyczące pojemności silnika są stosunkowo małe, zwykle trudno jest osiągnąć wytrzymałość żeliwnego bloku cylindrów za pomocą aluminiowego bloku cylindrów. Dlatego wiele silników z wysokim doładowaniem wykorzystuje żeliwne bloki, takie jak (przed 9. generacją) EVO 2.0L I4 (4G63) o mocy 286 KM, który zawsze jest wykonany z żeliwnych bloków. Znany jest również jego wysoki limit modyfikacji. Jeśli używany jest cylinder aluminiowy, może to nie być łatwe. W tym momencie dominuje żeliwny blok cylindrów.
4) Koszt
Koszt jest oczywiście taki, że aluminiowy cylinder jest droższy i nie ma co wyjaśniać. W tym momencie dominuje żeliwny blok cylindrów.
5) Odporność na eksplozję i rozpraszanie ciepła
Aluminium przewodzi ciepło szybciej, dzięki czemu ma dobre właściwości chłodzące, co może pomóc silnikowi zmniejszyć prawdopodobieństwo nieprawidłowego spalania. Przy tym samym stopniu sprężania silniki z cylindrami aluminiowymi mogą wykorzystywać benzynę niższej jakości niż silniki z cylindrami żeliwnymi. W tym momencie dominuje aluminiowy blok cylindrów.
6) Współczynnik tarcia
Aby zmniejszyć bezwładność części poruszających się posuwisto-zwrotnie oraz zwiększyć prędkość obrotową i szybkość reakcji, większość tłoków wykorzystuje jako materiał stop aluminium. Jeżeli ścianka cylindra jest również wykonana z aluminium, współczynnik tarcia pomiędzy aluminium a aluminium jest stosunkowo duży, co znacząco wpływa na osiągi silnika. Żeliwo nie ma takiego problemu. W tym momencie dominują żeliwne bloki cylindrów. [Uzupełnienie: w niektórych tak zwanych silnikach „całkowicie aluminiowych” zastosowano również żeliwne tuleje cylindrowe]
podsumowując:
Zalety aluminium: niewielka waga, dobre odprowadzanie ciepła;
Zalety żelaza: tanie i trwałe.