鋁的優(yōu)勢(shì): 當(dāng)前，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體分鑄鐵和鑄鋁兩種。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，鑄鐵缸體占絕大部分。近年來(lái)，隨著汽車(chē)工業(yè)快速發(fā)展，轎車(chē)迅速進(jìn)入普通百姓的生活，同時(shí)，車(chē)輛的節(jié)油性能逐漸受到重視。減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，可以省油。采用鑄鋁缸體，可以減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的重量。
從使用來(lái)看，鑄鋁缸體的優(yōu)勢(shì)就是重量輕，通過(guò)減輕重量實(shí)現(xiàn)省油。在同等排量的發(fā)動(dòng)機(jī)中，使用鋁缸體發(fā)動(dòng)機(jī)，能減輕20公斤左右的重量。汽車(chē)的自身重量每減少10%，燃油的消耗可降低6%~8%。據(jù)最新資料，國(guó)外汽車(chē)自身重量與過(guò)去相比減輕了20%~26%。例如，?？怂共捎昧巳X合金的材質(zhì)，減輕了車(chē)身重量同時(shí)，還增強(qiáng)了發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱效果，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率，而且壽命也更長(zhǎng)。從節(jié)油的角度看，鑄鋁發(fā)動(dòng)機(jī)在節(jié)油方面的優(yōu)勢(shì)頗受人們關(guān)注。
除了重量上的差別以外，在生產(chǎn)過(guò)程中，鑄鐵缸體和鑄鋁缸體也有很多不同。鑄鐵生產(chǎn)線(xiàn)占地面積大，對(duì)環(huán)境污染大，加工工藝復(fù)雜;而鑄鋁缸體的生產(chǎn)特點(diǎn)恰好相反。從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的角度來(lái)說(shuō)，鑄鋁缸體具有一定的優(yōu)勢(shì)。
鐵的優(yōu)點(diǎn): 鐵和鋁的物理性能不同。鑄鐵的缸體熱負(fù)荷能力更強(qiáng)，在發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率方面，鑄鐵的潛力更大。打個(gè)比方，一臺(tái)1.3升排量鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率可以超過(guò)70kW，而一臺(tái)鑄鋁發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率只能達(dá)到60kW。據(jù)了解，1.5升排量鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)渦輪增壓等技術(shù)，可以達(dá)到2.0升排量發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力要求，而鑄鋁缸體發(fā)動(dòng)機(jī)則很難達(dá)到這一要求。 所以很多人在駕駛?？怂沟退傩旭倳r(shí)同樣能爆發(fā)出驚人的扭力輸出，不僅利于車(chē)輛的起步、加速，還可以提早實(shí)現(xiàn)換檔，達(dá)到節(jié)油的效果。
鋁制缸體發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部仍然有一部分使用鑄鐵材料，特別是氣缸，要使用鑄鐵材料。鑄鋁與鑄鐵在燃料燃燒后熱膨脹率不統(tǒng)一，就是通常所說(shuō)的變形一致性出現(xiàn)問(wèn)題，這是鑄鋁缸體在鑄造工藝上的一個(gè)難題。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，配裝有鑄鐵氣缸的鑄鋁缸體發(fā)動(dòng)機(jī)就要滿(mǎn)足密封要求。如何解決這個(gè)難題，是鑄鋁缸體企業(yè)特別關(guān)注的問(wèn)題。
善于推銷(xiāo)產(chǎn)品的廠(chǎng)商: 在推廣自己的汽車(chē)產(chǎn)品時(shí)，常常會(huì)使用“全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)”這一“耀眼”的光環(huán)打頭陣。有鑒于此，我們就看到，無(wú)論是奧迪A8、?？怂?、雨燕都將其發(fā)動(dòng)機(jī)的亮點(diǎn)鎖定在全鋁缸體這一材質(zhì)上。不可否認(rèn)，全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)在材質(zhì)，散熱性等方面確實(shí)優(yōu)于鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)。鋁的缺點(diǎn): 首先是體積。由于鋁的比重較輕，因此鋁的單位體積結(jié)構(gòu)強(qiáng)度就要小于鑄鐵，所以鋁缸體的體積通常會(huì)比鑄鐵的要大一些，很難達(dá)到鑄鐵缸體的緊湊與小體積。其次是耐腐蝕性及強(qiáng)度。眾所周知，鋁容易與燃燒時(shí)產(chǎn)生的水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，耐腐蝕性遠(yuǎn)不及鑄鐵缸體，尤其對(duì)溫度壓強(qiáng)都更高要求的增壓引擎更是如此。在加上已經(jīng)闡述過(guò)的有關(guān)于體積的結(jié)論，因此，當(dāng)汽車(chē)的引擎體積要求較小時(shí)，使用鋁缸體就很難達(dá)到鑄鐵缸體的強(qiáng)度。所以說(shuō)，高增壓的引擎大多采用鑄鐵缸體。在這兩方面，全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)明顯要遜色于鑄鐵缸體發(fā)動(dòng)機(jī)。 再次是發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦系數(shù)?，F(xiàn)在的轎車(chē)引擎，為了降低往復(fù)運(yùn)動(dòng)的部件慣性，通常會(huì)提高轉(zhuǎn)速和響應(yīng)的速度，活塞也大多使用鋁合金作為材料。如果氣缸壁采用鋁材料。鋁和鋁之間的摩擦系數(shù)就比較大。為此，引擎的性能就會(huì)大大受到影響，相反，鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)就不會(huì)產(chǎn)生如此的問(wèn)題，因此在這方面，鑄鐵缸體也是優(yōu)于全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)的。缸蓋是鋁合金的優(yōu)勢(shì): 需要說(shuō)明的是，企業(yè)常說(shuō)的全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)是指缸蓋和缸體都是鋁合金制造的發(fā)動(dòng)機(jī)。而缸蓋是鋁合金，缸體是鑄鐵的發(fā)動(dòng)機(jī)，仍被稱(chēng)作為鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)。但事實(shí)上，早在很多年以前，汽車(chē)廠(chǎng)家的發(fā)動(dòng)機(jī)就已經(jīng)大規(guī)模地采用全鋁缸蓋了。由于缸蓋本身的重量并不大，所以汽車(chē)制造商熱衷于它并非是由于它的重量輕，而是由于它具有良好的散熱性能。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，四氣閥結(jié)構(gòu)成為了發(fā)動(dòng)機(jī)的主流設(shè)計(jì)趨勢(shì)。與兩氣閥發(fā)動(dòng)機(jī)相比，每缸四氣閥的氣缸蓋比每缸兩氣閥的氣缸蓋在工作時(shí)要產(chǎn)生更多的熱量，因此采用全鋁缸蓋是最好的解決辦法。 出于成本的考慮，氣缸體采用全鋁的設(shè)計(jì)要比氣缸蓋要晚得多。氣缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)上最重的部分，因而使用鋁合金材料可以減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，從而達(dá)到減輕整車(chē)重量的目的。這一點(diǎn)對(duì)于前置前驅(qū)的轎車(chē)來(lái)說(shuō)，顯得尤為可貴。然而，殊不知，材質(zhì)的變化需要更多成本的支出，由于材料價(jià)格和加工工藝的不同，采用鋁合金缸體的發(fā)動(dòng)機(jī)自然會(huì)比鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)的價(jià)格要高出一截。在這一訴求點(diǎn)上，顯然是鑄鐵缸體的發(fā)動(dòng)機(jī)占優(yōu)。
