铸铁和铝合金发动机缸体优缺点

在发动机材料方面，人们经常谈论的主要材料是气缸体和气缸盖。例如，通常提到的全铝发动机是指气缸体和气缸盖都是用铝合金铸造的。

如今，发动机很少有非铝合金制成的气缸盖。来自美国福特Taurus的155马力3.0升OHV V6发动机有一个铸铁气缸盖，除了这个古董气缸盖，我真的想不出其他什么了。所以我们就不讨论气缸盖了。

谈谈气缸体。刚才提到全铝发动机缸体是由铝合金自然制成的，这并不完全正确。大多数“全铝”发动机也使用铸铁缸套，原因将在后面解释。让我们先来看看铝和铸铁气缸体的优缺点。

1） 重量

铝的比重比铸铁轻，在满足强度要求的前提下，铝圆柱体要轻得多。例如，使用相同的克莱斯勒发动机和2V OHV结构，Viper SRT10的8.3L全铝V10发动机重量实际上与300C的5.7L铸铁气缸V8相似。如果发动机很轻，它可以对整个车辆的重量分布产生积极影响，车辆的整体重量也更轻。因此，在这方面，铝制气缸体占主导地位。

2） 音量

出于同样的原因，铝的比重较轻，并且铝结构的单位体积强度小于铸铁，因此铝圆柱体的体积通常较大。EA827/EA113/EA888气缸体的气缸中心距离为88毫米，而现有版本的气缸直径为82.5毫米。事实上，除了冷却水通道外，气缸壁相当薄。通过这种方式，整个发动机非常紧凑。铝制气缸体很难达到这种效果。在这方面，铸铁气缸体是优选的。

3） 耐腐蚀性和强度

铝容易与燃烧过程中产生的水发生化学反应，其耐腐蚀性不如铸铁气缸体，尤其是对于温度和压力更高的涡轮增压发动机。前面关于体积的结论，反过来说，当你的发动机体积要求相对较小时，通常很难达到使用铝气缸体的铸铁气缸体的强度。许多高涡轮增压发动机都使用铸铁气缸体，例如EVO的286马力2.0升I4（4G63），它总是使用铸铁气缸缸体。其高修饰极限也是众所周知的。如果使用铝制气缸体，基本上是不容易的。在这方面，铸铁气缸体是优选的。

4） 成本

铝制气缸体的成本自然更高，没有什么可以解释的。在这方面，铸铁气缸体是优选的。

5） 防爆性

铝导热更快，因此其冷却性能良好，有助于降低发动机异常燃烧的概率。在相同的压缩比下，铝缸发动机可以使用比铸铁缸发动机更低等级的汽油。在这方面，铝制气缸体占主导地位。

6） 摩擦系数

在当今的发动机中，为了降低往复式部件的惯性，提高速度和响应速度，大多数活塞都是由铝合金制成的。如果气缸壁也是由铝制成的。铝和铝之间的摩擦系数相对较大，这在很大程度上影响了发动机的性能。铸铁没有这样的问题。在这方面，铸铁缸体占主导地位。

回过头来看，全铝发动机缸体可能不是真正的“全铝”。实际上，从第3点和第6点开始，你可以找到答案。为了克服这些缺点，铝制气缸体通常还需要使用铸铁或钢制缸套。想象一下EA888中使用的82.5毫米圆柱体直径，圆柱体中心间距仅为88毫米。如果冷却水通道和铸铁缸套被拆除，铝缸套是否太薄？此外，EA888的CG 25灰铸铁实际上比普通铸铁轻得多，整个EA888气缸体的重量为33公斤。奥迪3.1L FSI V6的全铝气缸体也具有相同的重量。但你应该知道，3.1L FSI是一款非常昂贵的发动机，因为它实际上是全铝的，没有铸铁或钢缸套，因为它在气缸内壁使用硅铝合金来克服……

固定的缺点。通过这种方式，它比典型的铝制气缸体更轻。而且这种工艺非常昂贵，你不能指望EA888这样的发动机会采用它。此外，这种技术也很难承受涡轮增压后的工作环境。目前，涡轮增压发动机，即使是铝制气缸，也必须有缸套，除非它像途锐V10TDI柴油发动机那样昂贵。因此，如果EA888使用常规的铝制气缸体，重量节省不会超过10公斤，体积会更大。然而，EA888的总重量只有150多公斤，因此重量减轻不超过10公斤似乎微不足道。相反，铸铁气缸体给EA888带来的更高的涡轮增压极限更实用。

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