Каковы преимущества полностью алюминиевых двигателей по сравнению с чугунными?

2021-12-10

Блок цилиндров бензинового двигателя делится на чугунный и литой алюминиевый. Сравните преимущества и недостатки алюминиевого и чугунного цилиндра:
1) Вес

Удельный вес алюминия меньше, чем у чугуна, а алюминиевый блок цилиндров намного легче при условии соответствия требованиям прочности. Двигатель легкий, что положительно влияет на развесовку автомобиля, при этом вес автомобиля становится легче. Поэтому на данный момент доминируют алюминиевые баллоны.

2) Объем

По этой же причине удельный вес алюминия невелик, а конструктивная прочность алюминия на единицу объема меньше, чем у чугуна, поэтому алюминиевые баллоны обычно имеют больший объем. Блок цилиндров EA113/EA888 имеет межцентровое расстояние 88 мм, в то время как существующая версия имеет диаметр цилиндра до 82,5 мм. За исключением канала охлаждающей воды, стенка цилиндра на самом деле довольно тонкая. Таким образом, весь двигатель получается очень компактным и небольшим по размеру. Алюминиевыми баллонами добиться такого эффекта сложнее. На данный момент доминирует чугунный блок цилиндров. [Дополнение: предел прочности ковкого чугуна может составлять более 1000 МПа, тогда как предел прочности авиационного алюминиевого сплава 7075 составляет 524 МПа, плотность железа 7,85, плотность алюминия 2,7. Следовательно, чтобы получить ту же прочность, объем алюминиевого сплава необходимо увеличить примерно на единицу. раз, но вес примерно на 40% легче]

3) Коррозионная стойкость и прочность

Алюминий легко вступает в химическую реакцию с водой, образующейся при сгорании, и его коррозионная стойкость не так хороша, как у чугунных блоков цилиндров, особенно для двигателей с наддувом и более высокими температурами и давлением. И предыдущий вывод об объеме: с другой стороны, когда требования к объему вашего двигателя относительно невелики, обычно трудно добиться прочности чугунного блока цилиндров с алюминиевым блоком цилиндров. Поэтому во многих двигателях с высоким наддувом используются чугунные блоки, например (до 9-го поколения) 2,0-литровый двигатель I4 (4G63) EVO мощностью 286 л.с., который всегда представляет собой чугунные блоки. Также известен его высокий предел модификации. Если используется алюминиевый цилиндр, это может быть непросто. На данный момент доминирует чугунный блок цилиндров.

4) Стоимость

Стоимость естественно, что алюминиевый баллон дороже, и объяснять тут нечего. На данный момент доминирует чугунный блок цилиндров.

5) Взрывостойкость и тепловыделение

Алюминий проводит тепло быстрее, поэтому он обладает хорошими характеристиками охлаждения, что может помочь двигателю снизить вероятность ненормального сгорания. При одинаковой степени сжатия двигатели с алюминиевыми цилиндрами могут использовать бензин более низкого качества, чем двигатели с чугунными цилиндрами. На данный момент доминирует алюминиевый блок цилиндров.

6) Коэффициент трения

Чтобы уменьшить инерцию возвратно-поступательных частей и увеличить скорость вращения и скорость срабатывания, в большинстве поршней в качестве материала используется алюминиевый сплав. Если стенка цилиндра также изготовлена ​​из алюминия, коэффициент трения между алюминием и алюминием относительно велик, что сильно влияет на работу двигателя. У чугуна такой проблемы нет. На данный момент доминируют чугунные блоки цилиндров. [Дополнение: в некоторых так называемых «цельноалюминиевых» двигателях также используются чугунные гильзы цилиндров]
в заключение:

Преимущества алюминия: легкий вес, хорошая теплоотдача;
Достоинства железа: дешево и долговечно.