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铸铁和全铝发动机的“罗生门”

2016-08-13
铝在汽车的使用早已不是什么新闻。自从奥迪和本田开始在自家顶级车型上使用铝以来,数十年间铝在汽车上的运用比例越来越高。一直以来,无论是业界还是消费者,都把汽车用铝认为是十分“高大上”的行为,除了发动机。自从全铝发动机出现以来,关于铸铁发动机和全铝发动机的争吵就从未停息,两家各执一词,谁也无法说服谁,十足一出“罗生门”。


  铸铁真的一无是处?


  自从全铝发动机出现之后,铸铁发动机就成为了过街老鼠,仿佛哪家车厂用了它,就等于故步自封,“吃老本”,蒙骗消费者。但事实,真的是这样吗?


  无疑,铸铁发动机具有比较明显的缺点。首先,在生产环节,铸铁生产线占地面积大,加工工艺复杂,而且对环境污染较大。其次,在使用环节上,由于金属本身的特性,铸铁发动机相对重量较大,从而油耗会相对增大,不利于节能环保。同时,铁的特性决定了铸铁发动机的散热性不及全铝发动机,因而在发动机散热方面需要做更多的工作。


  但是,铸铁发动机绝非一无是处。首先,铸铁的缸体耐热能力更强,在提高发动机升功率方面表现突出,换言之,其具有极大的改装潜力。一台排量1.3升的轿车发动机,无需特别改装,即可输出70千瓦的升功率,而全铝缸体只能输出大约60千瓦。


  同时,如果厂商对发动机的体积和强度均有所要求,特别是涡轮增压发动机,铸铁发动机在同等体积上的强度会比全铝发动机高得多。所以一些追求同排量发动机多种功率输出的欧洲厂商,以及一些追求极致性能的日系厂商,对铸铁缸体是颇为坚持的。比如老款的大众EA113/EA888 2.0升涡轮增压发动机,以及三菱用在9代蓝瑟EVO上的4G632.0升涡轮增压发动机,这两款增压值相对比较高的涡轮增压发动机就一直坚持使用铸铁缸体,以保持其较高的改装极限,同时在改装界也收获了良好的口碑。


  再者,铸铁发动机的成本优势也是不可忽视的。特别是在一些10万元级别的车型上,厂商对于成本的控制是近乎严苛的。此时如果要使用全铝发动机的话,出于严格控制成本的考虑,车辆的其他配置势必会减掉,有时甚至是一些安全性的配置。况且一些搭载铸铁发动机的车型,也会千方百计引入各种技术控制油耗,所以从另一角度来看,铸铁发动机反而更有优势。


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  全铝就是未来?


  全铝发动机无疑是汽车业界当下的“宠儿”。无论是国外还是中国的汽车品牌,在发动机宣传上无一不突出自家的全铝发动机的各种优势,各种轻量化为自己车型的科技含量背书。但是,全铝发动机真的毫无破绽?全铝发动机又是否能真的完全取代铸铁发动机呢?


  毫无疑问,作为被各家推崇的新型材料,全铝发动机还是有很多优点的。第一就是轻。同排量的全铝发动机相对铸铁发动机要轻20公斤左右,而重量减轻最直接的体现就是省油。第二就是散热性好。由于铝本身的特性,其热传导能力大大优于铸铁发动机,因而减少了厂家在散热系统方面的支出。同时全铝的发动机抗爆性也比铸铁发动机优秀,因此可以使用更低标号的燃油。第三就是容易加工,铝的生产线占地面积相对较小,加工的工艺也相对简单,对环境的破坏也更少。


  但很显然,以目前的技术水平来看,全铝发动机还有不足之处。


  首先,因为铝的比重轻,因而单位体积的铝结构强度是要低于铸铁的。换言之,想要达到同等排量铸铁发动机的强度,就需要更大的体积。因此,全铝发动机体积往往较大,不利于目前日趋紧凑的发动机舱。


  其次,铝容易和汽油燃烧时产生的水发生化学反应,耐腐蚀性不及铸铁缸体,尤其是温度,空气压强都更高的涡轮增压引擎而言。而且,铝的摩擦系数较铁更大,如果气缸和活塞都是铝制品,那么在活塞往复运动的过程中就会出现较大的摩擦力,从而降低引擎运转效率,影响性能。


  第三,其成本始终居高不下。一些豪华的车型可以依靠其高利润率,在使用全铝发动机的前提下,保证齐全的配置,但对于经济紧凑型车来说,一处成本的增长,就迫使车厂需要从其他地方的成本减掉,相对于全铝发动机所能带来的好处来看,未免有点得不偿失。


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  铝铁混合,才是正途


  正因为铁和铝都有其不可取代的优点和难以回避的缺点,因而将两者在发动机内混合使用是一个十分可行的思路。例如,针对铝的摩擦系数大的问题,把发动机缸体的缸套换成铸铁,就可以大大减少摩擦力,还顺带解决了铝制缸套不耐腐蚀的问题,既降低了一部分成本,也结合了两者的优点,可谓是一举多得。


  总结


  虽然全铝发动机在某种程度上确实代表了未来,但是目前来说,铸铁发动机也还远未到老态龙钟的地步。厂家的营销总是带有其目的性的,拥有全铝发动机的车型是更轻,但轻未必代表高科技,能在轻的同时做到安全稳定才是科技。反之亦然。全铝和铸铁发动机各有千秋,在恰当的时间,恰当的地点,用在恰当的车型上才是最合适的科技。



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