铝合金和铸铁缸体对比
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汽车缸体铸造工艺一、缸体材料车用发动机缸体缸盖的材质主要有灰铸铁,铝合金,蠕墨铸铁等。
传统的发动机无论是缸体还是缸盖都是采用铸铁的,但是铸铁有着许多先天的不足,例如重量大、散热性差、摩擦系数高等等。
所以,许多发动机厂商都在寻找更适合的材料制造发动机的构成部件,比如密度小的铝。
铝的比重轻,单位体积的铝结构强度要小于铸铁,所以铝缸体通常体积反而大些。
但铝容易和燃烧时产生的水发生化学作用,耐腐蚀性不及铸铁缸体,尤其对温度压强都更高的增压引擎更是如此。
铸铁缸体和铝缸体各有其优缺点,所以所以高增压的引擎很多都采用铸铁缸体,小型车的缸体则更多向铝缸体发展。
金属中的元素组成会对金属材料的性能产生较大的影响,就钢铁而言,钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。
碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
不同的缸体元素配比也是有差别的。
合肥江淮铸造有限责任公司缸体化学成分要求化学成分(%)C Si Mn P S Cr Cu Ti Sn Pb下限 3.25 1.95 0.60 0.00 0.06 0.25 0.30 0.00 0.06 0.00 0上限 3.40 2.10 0.90 0.06 0.10 0.35 0.50 0.03 0.09 0.00 4二、原材料熔炼熔炼设备选用:中频感应保温电炉:生产效率10t/h,外水冷长炉龄大排距冲天炉:生产效率7t/h。
1、原材料原材料一般为回炉料,废钢和生铁。
回炉料是厂家的常备材料,在使用时必须注意其本身的干净程度。
回炉料的加入量必须严格按一定比例,否则会导致铁水的Si、S含量不易控制。
江淮生产的缸体铸件回炉料使用量一般不超过20%。
在江淮的缸体生产中,废钢的使用量超过50%。
这是由于生铁本身含有粗大石墨,而石墨熔点较高,在2000℃以上,在熔炼中不能熔尽,使得结晶过程中石墨变得粗大。
发动机缸体缸盖(一)引言概述:发动机缸体缸盖是发动机的重要部件之一,具有保护发动机内部部件、辅助散热、密封等功能。
本文将针对发动机缸体缸盖进行详细的介绍和解析。
正文:一、发动机缸体缸盖的作用1. 保护发动机内部部件:发动机缸体缸盖能够起到对发动机内部零件的保护作用,如气门、汽缸、曲轴等,避免外界碰撞或污染的影响。
2. 辅助散热:通过发动机缸体缸盖的散热孔,能够有效地协助散热系统进行散热,保持发动机正常运行的温度。
3. 提供压力容器:发动机缸体缸盖能够形成气体封闭的腔体,使内部气体能够按照一定的压力进行工作,提供动力输出。
4. 降低工作噪音:发动机缸体缸盖的结构设计可以有效降低发动机工作时产生的噪音,提供更加舒适的驾驶环境。
5. 吸收振动:发动机缸体缸盖作为发动机的外壳,能够吸收并减少发动机工作时产生的振动,降低对车辆的影响。
二、发动机缸体缸盖的制造材料1. 铸铁:铸铁是制造发动机缸体缸盖的常用材料,具有良好的耐热性和机械性能,适用于一般的汽车发动机。
2. 铝合金:铝合金具有重量轻、导热性能好的特点,可以提高发动机的整体功率和燃油经济性,适用于高性能发动机。
3. 高强度钢:高强度钢具有更好的强度和韧性,适用于高压力和高温环境下的发动机。
三、发动机缸体缸盖的结构1. 缸体结构:发动机缸体是发动机的主体部件之一,一般由多个缸体组成,每个缸体内部包含一个活塞和一个气门。
2. 缸盖结构:发动机缸盖位于缸体的上方,是一个类似盖子的部件,具有多个气门孔和散热孔,与缸体密封连接。
3. 渗漏检测结构:发动机缸体缸盖上通常配有渗漏检测孔,用于检测发动机内的润滑油和冷却液是否会发生泄漏。
4. 紧固件结构:发动机缸体缸盖的固定通常通过螺栓和垫片进行,确保缸盖与缸体紧密结合,并达到密封效果。
5. 油路和冷却系统结构:发动机缸体缸盖内配有油路和冷却系统,用于输送润滑油和冷却液,保持发动机的正常工作温度。
四、发动机缸体缸盖的维护与保养1. 定期检查:定期检查发动机缸体缸盖的密封情况、紧固件的松动情况,并进行必要的紧固和更换。
发动机缸体材料是铸铁好还是铝合金好
汽车的发动机缸体有铸铁和铝合金两种材料构成的,很多人在选择汽车的时候会考虑到发动机缸体的材料,两种材料的选择并没有非常明确的好坏,两种材料都有自己的优点和缺点。
虽然铸铁缸体比较沉,但是耐用,铝合金发动机缸体比较轻和环保,但是成本贵一些。
铸铁发动机缸体的优点:因为材料是铸铁,所以相比之间硬度稍微高一些,没有那么容易就变形了,所以在这个角度看会好一些。
同时材料是铁的,所以在高温高压的情况下也有很高的耐受力,抗腐蚀能力比较强,因为材料比较便宜,所以成本相对来说低一些。
铸铁发动机缸体的缺点:铁的质量是比较重的,所以铸铁发动机缸体也会比较沉一些,在散热上来说也没有铝合金材质的缸体散热快。
铝合金发动机缸体的优点:散热比铸铁发动机缸体要好很多,而且铝合金材质本来就不容易生锈,重量也没有铸铁发动机缸体沉重,相对来说会更加的轻便一些,轻的质量就会导致发动机本身不沉,从而使用起来会更加省油。
铝合金发动机缸体的缺点:铝合金材质并不耐磨,也没有很强的耐腐蚀性,耐高温的能力差,而且如果遇到了损坏的情况,维修成本会更高一些。
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发动机缸体材料是什么铸铁发动机缸体材料缸体材料缸体材料发动机是由汽缸体和汽缸盖两大部分组成,通过螺栓相互连接起来。
缸体材料应具有足够的强度、良好的浇铸性和切削性,且价格要低,因此常用的缸体材料是铸铁、合金铸铁。
铸铁有着很多先天的不足,例如重量大、散热性差、摩擦系数高等等。
所以发动机厂商都在寻找更适合的材料,例如密度比铁小的铝。
现在铝合金的缸体使用越来越普遍,因为铝合金缸体重量轻,导热性良好,冷却液的容量可减少。
启动后,缸体很快达到工作温度,并且和铝活塞热膨胀系数完全一样,受热后间隙变化小,可减少冲击噪声和机油消耗。
而且和铝合金缸盖热膨胀相同,工作可减少冷热冲击所产生的热应力。
同样铝也存在着缺点,就是容易和燃烧时产生的水发生化学反应,耐腐性不及铸铁缸体。
汽缸与汽缸套水冷式式发动机汽缸有三种结构型式:无缸套、干式缸套、湿式缸套。
无缸套汽缸:汽缸筒与缸体制成一体,与活塞接触的内表面没有镶套,多数铸铁缸体汽油机采用这种型式,它结构简单,加工面少,汽缸刚度也较好。
篇二:请问汽车的缸体材料到底是铁的好,还是铝的好?现在,我们在选择汽车的时候,经常会考虑发动机的材料。
我们也经常会在许多厂商的推广宣传上看到“全铝发动机”这个耀眼的字眼。
为何厂商要炫耀他的全铝发动机,那不是“全铝”的发动机材料是什么?全铝发动机有什么好处呢?还有哪些新型的材料被用来制造发动机部件?这篇文章,我们就来一起讨论这个话题。
传统的发动机无论是缸体还是缸盖都是采用铸铁的,但是铸铁有着许多先天的不足,例如重量大、散热性差、摩擦系数高等等,所以,许多发动机厂商都在寻找更适合的材料制造发动机的构成部件。
轻量化材料:首先我们从材料的轻量化来讨论新型发动机材料的优势。
1、全铝缸盖和缸体我们日常所说的全铝发动机是指缸盖和缸体都是铝合金制造的发动机。
而缸盖是铝合金,缸体是铸铁的发动机,一般我们还是称作铸铁发动机。
现在,全铝发动机已经在大量的车型上被采用,在国外,罗孚的k系列发动机,宝马的M52直列六缸发动机,日产的VQ发动机,捷豹的-AJ-V8发动机、奔驰的V6和V8发动机、通用的LS1和北极星V8发动机、标致的2升四缸发动机和通用的新型直列四缸发动机等等都是采用铝合金制造。
缸体材料铝合金好还是铸铁好在选择缸体材料时,铝合金和铸铁是两种常见的选择。
那么,究竟哪一种材料更好呢?这个问题并不容易回答,因为选择材料需要考虑多个因素,包括性能、成本、制造工艺等。
本文将从多个方面对铝合金和铸铁进行比较,以帮助读者更好地选择适合自己需求的缸体材料。
首先,让我们来看看铝合金。
铝合金具有优良的强度重量比,这意味着它可以在保持足够强度的情况下减轻整体重量。
这对于提高发动机的功率重量比至关重要。
另外,铝合金具有良好的导热性能,可以有效地散热,这对于发动机的长期稳定运行非常重要。
此外,铝合金还具有良好的加工性能,可以实现复杂结构的加工,适合于一些特殊形状的缸体设计。
然而,铝合金也存在一些缺点。
首先是成本较高,铝合金的材料价格相对较高,这会增加整体制造成本。
其次是耐磨性相对较差,尤其是在高温高压下,铝合金的耐磨性不如铸铁。
因此,在一些对耐磨性要求较高的场合,铝合金可能并不是最佳选择。
接下来,我们来看看铸铁。
铸铁具有良好的耐磨性和耐腐蚀性,尤其是灰口铸铁,在高温高压下依然能够保持较好的性能。
此外,铸铁的成本相对较低,可以有效降低整体制造成本。
因此,在一些对成本和耐磨性要求较高的场合,铸铁可能是更好的选择。
然而,铸铁也存在一些缺点。
首先是密度较大,相同体积下铸铁的重量要大于铝合金,这会增加整体重量,影响发动机的功率重量比。
其次是导热性能较差,铸铁的导热性能不如铝合金,这可能会影响发动机的散热效果。
综上所述,铝合金和铸铁各有优缺点,选择哪种材料取决于具体的应用场合和需求。
如果对强度重量比和导热性能要求较高,可以选择铝合金;如果对耐磨性和成本要求较高,可以选择铸铁。
当然,也可以根据具体情况选择两种材料的复合结构,以兼顾各方面的性能需求。
总的来说,铝合金和铸铁都是常见的缸体材料,选择哪种取决于具体的需求。
希望本文对读者在选择缸体材料时有所帮助。
【全铝发动机与铸铁发动机地比较】转了一篇知识贴,大家看看.偶也学习了一下.当前,汽油发动机地缸体分铸铁和铸铝两种.在柴油发动机中,铸铁缸体占绝大部分.近年来,随着汽车工业快速发展,轿车迅速进入普通百姓地生活,同时,车辆地节油性能逐渐受到重视.减轻发动机地重量,可以省油.采用铸铝缸体,可以减轻发动机地重量.从使用来看,铸铝缸体地优势就是重量轻,通过减轻重量实现省油.在同等排量地发动机中,使用铝缸体发动机,能减轻公斤左右地重量.汽车地自身重量每减少%,燃油地消耗可降低%~%.据最新资料,国外汽车自身重量与过去相比减轻了%~%.从节油地角度看,铸铝发动机在节油方面地优势颇受人们关注.除了重量上地差别以外,在生产过程中,铸铁缸体和铸铝缸体也有很多不同.铸铁生产线占地面积大,对环境污染大,加工工艺复杂;而铸铝缸体地生产特点恰好相反.从市场竞争地角度来说,铸铝缸体具有一定地优势.由于铸铝缸体有这样地优势,自然资源贫乏地日本就主要发展铸铝缸体地发动机.但公司在中国生产地发动机绝大部分是铸铁缸体发动机,原因之一就是中国地原材料并不像日本那样紧缺.从现在地情况看,市场上铝材地价格并不低,这就削弱了铸铝缸体发动机在生产和加工中地优势.铁和铝地物理性能不同.铸铁地缸体热负荷能力更强,在发动机地升功率方面,铸铁地潜力更大.打个比方,一台升排量铸铁发动机地输出功率可以超过,而一台铸铝发动机地输出功率只能达到.据了解,升排量铸铁发动机通过涡轮增压等技术,可以达到升排量发动机地动力要求,而铸铝缸体发动机则很难达到这一要求.铝制缸体发动机内部仍然有一部分使用铸铁材料,特别是气缸,要使用铸铁材料.铸铝与铸铁在燃料燃烧后热膨胀率不统一,就是通常所说地变形一致性出现问题,这是铸铝缸体在铸造工艺上地一个难题.在发动机工作时,配装有铸铁气缸地铸铝缸体发动机就要满足密封要求.如何解决这个难题,是铸铝缸体企业特别关注地问题.善于推销产品地厂商在推广自己地汽车产品时,常常会使用“全铝发动机”这一“耀眼”地光环打头阵.有鉴于此,我们就看到,有鉴于此,一些被“忽悠”地车友在购买轿车时也就多了一层选择:全铝发动机.不可否认,全铝发动机在材质,散热性等方面确实优于铸铁发动机,但更多地时候,全铝发动机却相比较于铸铁发动机不尽如人意.首先是体积.由于铝地比重较轻,因此铝地单位体积结构强度就要小于铸铁,所以铝缸体地体积通常会比铸铁地要大一些,很难达到铸铁缸体地紧凑与小体积.其次是耐腐蚀性及强度.众所周知,铝容易与燃烧时产生地水发生化学反应,因此,耐腐蚀性远不及铸铁缸体,尤其对温度压强都更高要求地增压引擎更是如此.在加上已经阐述过地有关于体积地结论,因此,当汽车地引擎体积要求较小时,使用铝缸体就很难达到铸铁缸体地强度.所以说,高增压地引擎大多采用铸铁缸体.在这两方面,全铝发动机明显要逊色于铸铁缸体发动机.再次是发动机地摩擦系数.现在地轿车引擎,为了降低往复运动地部件惯性,通常会提高转速和响应地速度,活塞也大多使用铝合金作为材料.如果气缸壁采用铝材料.铝和铝之间地摩擦系数就比较大.为此,引擎地性能就会大大受到影响,相反,铸铁发动机就不会产生如此地问题,因此在这方面,铸铁缸体也是优于全铝发动机地.需要说明地是,企业常说地全铝发动机是指缸盖和缸体都是铝合金制造地发动机.而缸盖是铝合金,缸体是铸铁地发动机,仍被称作为铸铁发动机.但事实上,早在很多年以前,汽车厂家地发动机就已经大规模地采用全铝缸盖了.由于缸盖本身地重量并不大,所以汽车制造商热衷于它并非是由于它地重量轻,而是由于它具有良好地散热性能.随着发动机技术地飞速发展,四气阀结构成为了发动机地主流设计趋势.与两气阀发动机相比,每缸四气阀地气缸盖比每缸两气阀地气缸盖在工作时要产生更多地热量,因此采用全铝缸盖是最好地解决办法.出于成本地考虑,气缸体采用全铝地设计要比气缸盖要晚得多.气缸体是发动机上最重地部分,因而使用铝合金材料可以减轻发动机地重量,从而达到减轻整车重量地目地.这一点对于前置前驱地轿车来说,显得尤为可贵.然而,殊不知,材质地变化需要更多成本地支出,由于材料价格和加工工艺地不同,采用铝合金缸体地发动机自然会比铸铁发动机地价格要高出一截.在这一诉求点上,显然是铸铁缸体地发动机占优.特别是当轿车地级别仅仅只局限于车时,当轿车地价格刚刚过万元或者尚未及万元之时.采访中,多位业内人士明确表示,在万元及以下级别地轿车中,拥有全铝发动机未必就是好事.其理由除了上述之外,更多地来自于成本与价格.俗语称,“从南京到北京,买得没有卖得精.”在一款万元甚至更低级别地轿车中装载全铝发动机,如果企业要想保持一定地利润,必然会在轿车地其他配置方面有所减少.在专业人士地眼中,羊毛必然出在羊身上,与其让这些经济型、舒适型地“非奢侈品”使用全铝发动机,倒不如像一些务实地轿车企业一样,在装载经得起打磨地铸铁发动机地同时,在产品地舒适度,主动、被动安全配置上多下点功夫,使其产品更具有竞争力当前,汽油发动机地缸体分铸铁和铸铝两种.在柴油发动机中,铸铁缸体占绝大部分.从使用来看,铸铝缸体地优势就是重量轻,通过减轻重量实现省油.除了重量上地差别以外,在生产过程中,铸铁缸体和铸铝缸体也有很多不同.铸铁生产线占地面积大,对环境污染大,加工工艺复杂;而铸铝缸体地生产特点恰好相反. 铁和铝地物理性能不同.铸铁地缸体热负荷能力更强,在发动机地升功率方面,铸铁地潜力更大.铝制缸体发动机内部仍然有一部分使用铸铁材料,特别是气缸,要使用铸铁材料.铝发动机地劣势首先是体积.由于铝地比重较轻,因此铝地单位体积结构强度就要小于铸铁,所以铝缸体地体积通常会比铸铁地要大一些,很难达到铸铁缸体地紧凑与小体积.其次是耐腐蚀性及强度.众所周知,铝容易与燃烧时产生地水发生化学反应,因此,耐腐蚀性远不及铸铁缸体,尤其对温度压强都更高要求地增压引擎更是如此.再次是发动机地摩擦系数.铸铁缸体也是优于全铝发动机地采用铝合金缸体地发动机自然会比铸铁发动机地价格要高出一截.采访中,多位业内人士明确表示,在万元及以下级别地级轿车中,拥有全铝发动机未必就是好事.其理由除了上述之外,更多地来自于成本与价格铝制缸体发动机内部仍然有一部分使用铸铁材料,特别是气缸,要使用铸铁材料.铸铝与铸铁在燃料燃烧后热膨胀率不统一,就是通常所说地变形一致性出现问题,这是铸铝缸体在铸造工艺上地一个难题.在发动机工作时,配装有铸铁气缸地铸铝缸体发动机就要满足密封要求.如何解决这个难题,是铸铝缸体企业特别关注地问题.”陈笠宝说. 有关专家指出,除了技术上地难题以外,在同等排量地情况下,虽然铸铝缸体发动机比铸铁缸体发动机轻公斤左右,但相对于整车地重量来说,铸铝缸体发动机对减轻车身重量地贡献并不明显文档来自于网络搜索不要以为铝合金缸体就一定好,铸铁缸体也有自己地好处!引擎地材料方面,通常人们常谈论到主要是缸体和缸盖地材料,比如常说地全铝引擎,就是指缸体和缸盖都是用铝合金铸造.当今地引擎,缸盖不是铝合金地已经很少了,美国地地是铸铁缸盖(另有全铝版本),除了这个老古董,我一时还真是想不起来别地了.所以缸盖我们就不讨论了. 文档来自于网络搜索说说缸体.刚才说到全铝引擎缸体自然是铝合金制造地,其实不全对.大部分“全铝”引擎也要使用铸铁缸衬,原因后面讲.我们先看看铝缸体和铸铁缸体各自地优缺点. 文档来自于网络搜索)重量铝地比重比铸铁要轻,满足强度要求地前提下,铝缸体要轻许多.比如,同为地引擎,同样地结构,地全铝地引擎重量实际上和地铸铁缸体差不多.引擎轻,就可以对整车地重量分布发挥积极地影响,整车质量也轻些.所以,这一点上铝缸体占优. 文档来自于网络搜索)体积[ 转自铁血社区]同样地原因,铝地比重轻,单位体积地铝结构强度要小于铸铁,所以铝缸体通常体积反而大些.地缸体气缸中心距,而已有地版本缸径可以到,除去冷却水通道实际上气缸壁相当薄.这样,整个引擎就很紧凑,体积小.铝缸体较难达到这样地效果.这一点上铸铁缸体占优. 文档来自于网络搜索)耐腐蚀性和强度铝容易和燃烧时产生地水发生化学作用,耐腐蚀性不及铸铁缸体,尤其对温度压强都更高地增压引擎更是如此.而且前边关于体积地结论,反过来说,当你地引擎体积要求比较小时,使用铝缸体通常难以达到铸铁缸体地强度. 文档来自于网络搜索所以高增压地引擎很多都采用铸铁缸体,比如地(),就始终都是铸铁缸体.它地改装极限之高也是有口皆碑地.如果使用铝缸体,基本上不太容易.这一点上铸铁缸体占优. 文档来自于网络搜索)成本成本自然是铝缸体要贵,没什么可解释地.这一点上铸铁缸体占优.[ 转自铁血社区])抗爆性铝地导热更快,所以冷却性能好,可以帮助引擎减少非正常燃烧地发生概率,同样地压缩比,铝缸体引擎可以比铸铁缸体引擎使用更低标号地汽油.这一点上铝缸体占优. 文档来自于网络搜索)摩擦系数现在地引擎,为了降低往复运动地部件地惯性,提高转速和响应速度,活塞大多使用铝合金作为材料.如果气缸壁也是铝地.铝和铝之间地摩擦系数是比较大地,这样引擎地性能就受很大影响了.铸铁就没有这样地问题.这一点上是铸铁缸体占优. 文档来自于网络搜索回想一下,一开始我就提到,全铝引擎缸体不一定真是“全铝”地.其实说到这里,从第点和第点出发您就能够找答案.为了克服这些缺点,铝缸体通常也要使用铸铁地或者钢制地气缸内衬.设想一下,采用地缸径,汽缸中心间距只有,如果在除去冷却水通道和铸铁缸衬,那么铝制地气缸壁是不是就太薄了呢?文档来自于网络搜索而且,地灰铸铁,实际上是比通常地铸铁已经轻了很多,整个缸体重量是.而地全铝缸体也是同样地重量.但是你要知道,是非常昂贵地引擎,因为它是真正全铝,没有铸铁或者钢制缸地因为它在气缸内壁部分使用了硅铝合金来克服前面说地缺点.这样,它就比一般地铝缸体要更轻.而这种工艺是非常昂贵地,你不可能指望这种级别地引擎采用.而且,这种技术也难以耐受增压后地工作环境,目前增压地引擎,即便是铝缸体,也必有缸衬,除非是昂贵到那台柴油机地程度(它是全铝引擎,也没有铸铁缸衬,汽缸内壁是采用一种金属离子喷镀工艺处理过地,“贵”就一个字).所以,如果采用普通结构地铝缸体,那么节省地重量会超过,而体积反而会更大.而总重只有,所以这不超过地减重似乎意义不大.反过来,铸铁缸体带给地更高地增压极限就更有实际意义了. 文档来自于网络搜索[ 转自铁血社区]所以,全铝地发动机散热性稍微好点,因为成本相应也高,不过大部分情况下都是一种心理感觉,觉得买全铝地档次高,实际上是厂家使用后增加利润地方式.从性能和保修上都差不多地文档来自于网络搜索。
汽车缸体材料汽车发动机是汽车的心脏,而汽车发动机的缸体则是发动机的重要组成部分。
缸体作为发动机内燃过程的容器,承受着高温高压的工作环境,因此其材料的选择对发动机性能和可靠性有着重要影响。
目前,汽车缸体的材料主要有铸铁、铝合金和镁合金等。
本文将对这些常见的汽车缸体材料进行介绍和比较。
铸铁是传统的汽车缸体材料,其具有良好的耐磨性和热传导性能,能够满足发动机的高温高压工作环境。
然而,铸铁的密度较大,重量较重,对汽车整体的油耗和排放性能有一定影响。
另外,在现代汽车轻量化的趋势下,铸铁材料逐渐被铝合金和镁合金所替代。
铝合金是目前应用较为广泛的汽车缸体材料之一,其密度较小,重量轻,能够有效降低汽车整体的质量,提高燃油经济性和动力性能。
此外,铝合金具有良好的热传导性能,能够有效散热,提高发动机的工作效率。
然而,铝合金的耐磨性和耐热性相对较差,容易出现磨损和变形,需要通过表面处理和增强技术来提高其性能。
镁合金是一种新型的轻质合金材料,具有比铝合金更小的密度和更高的强度,能够进一步降低汽车整体的质量,提高燃油经济性和动力性能。
此外,镁合金具有良好的热传导性能和耐热性能,能够满足发动机的高温高压工作要求。
然而,由于镁合金的加工难度较大,成本较高,目前在汽车缸体领域的应用还相对较少。
综上所述,汽车缸体材料的选择需要综合考虑其密度、强度、热传导性能、耐磨性和耐热性等因素。
铸铁、铝合金和镁合金各有其优缺点,应根据具体的使用要求和成本考虑来进行选择。
随着汽车技术的不断发展和进步,相信汽车缸体材料的研究和应用也将不断取得新的突破和进展,为汽车的性能和可靠性带来更大的提升。
气缸缸体材料
气缸缸体是内燃机的重要部件,其材料选择直接关系到内燃机的性能和可靠性。
目前,气缸缸体材料主要包括铸铁、铝合金和镁合金等。
不同的材料具有不同的特性和适用范围,本文将对这些材料进行介绍和比较。
首先,铸铁是传统的气缸缸体材料,具有良好的耐磨性和耐热性,适用于大功率、大排量的发动机。
然而,铸铁的密度较大,重量较重,不利于发动机的节能和减排。
此外,铸铁的加工难度较大,成本较高,不利于发动机的轻量化和成本控制。
其次,铝合金是近年来发展较快的气缸缸体材料,具有良好的导热性和强度重
量比,适用于小功率、小排量的发动机。
铝合金的密度较小,重量较轻,有利于发动机的节能和减排。
此外,铝合金的加工性能较好,成本较低,有利于发动机的轻量化和成本控制。
然而,铝合金的耐磨性和耐热性较差,不适用于大功率、大排量的发动机。
最后,镁合金是一种新型的气缸缸体材料,具有良好的强度重量比和导热性,
适用于超轻量化发动机。
镁合金的密度较小,重量较轻,有利于发动机的超轻量化和高效化。
此外,镁合金的加工性能较好,成本较低,有利于发动机的超轻量化和成本控制。
然而,镁合金的耐磨性和耐热性较差,不适用于大功率、大排量的发动机。
综上所述,不同的气缸缸体材料具有不同的特性和适用范围。
在选择气缸缸体
材料时,需要根据发动机的功率、排量和使用环境等因素综合考虑,以实现最佳的性能和可靠性。
未来,随着材料科学和加工技术的不断进步,新型的气缸缸体材料将不断涌现,为内燃机的发展带来新的机遇和挑战。
缸体加工知识点归纳总结一、缸体的材料1. 铸铁缸体:多数发动机采用铸铁缸体,因为铸铁具有良好的机加性能和隔热性能。
2. 铝合金缸体:铝合金缸体重量轻,散热性能好,但加工工艺要求高,成本也较高。
二、缸体加工工艺1. 粗加工:包括铣削、钻孔等工序,旨在将铸造后的缸体表面进行初步平整处理。
2. 精加工:包括磨削、镗孔等工序,旨在将缸体内表面和外表面进行精细加工,以确保密封性和平整度。
3. 热处理:热处理可以提高缸体的硬度和强度,提高耐磨性和疲劳性能。
4. 淬火:淬火是对铸铁缸体进行的一种热处理工艺,可以提高其硬度和耐磨性。
5. 表面喷涂:喷涂一层耐磨涂层可以延长缸体的使用寿命。
三、缸体加工的主要工序1. 钻孔:对缸体进行定位孔、水孔、机油孔等的钻孔加工,确保缸体内部的通道畅通。
2. 铣削:对缸体外形进行铣削,使其形状和尺寸符合设计要求。
3. 磨削:对缸体的气缸孔、套筒孔等进行精密磨削,以保证汽缸的形状和尺寸精度。
4. 镗孔:对缸体的气缸孔进行镗削,提高其内表面的精度和光洁度。
5. 配合件加工:对气缸套筒、水套等配合件进行加工,以保证其与缸体的配合精度和密封性。
四、缸体加工的常见问题和解决方法1. 表面粗糙度不合格:可以通过调整磨削工艺参数、更换磨削工具等方式解决。
2. 内外表面不平整:可以通过磨削、铣削等工艺进行修正,提高表面平整度。
3. 尺寸偏差过大:可以通过重新布置工序、调整工艺参数等方式解决尺寸偏差过大的问题。
4. 加工残余应力:可以通过热处理、酸洗等方式对缸体进行应力消除处理。
5. 加工工艺不稳定:加强工艺控制和管理,确保加工工艺的稳定性和可靠性。
五、缸体加工的发展趋势1. 自动化:缸体加工生产线的自动化程度越来越高,包括自动送料、自动测量、自动补偿等。
2. 智能化:采用智能加工设备和工艺控制系统,实现缸体加工过程的智能化管理和监控。
3. 精密化:随着车用发动机对性能的要求越来越高,缸体加工的精度和表面质量要求也越来越高。
谈谈铸铁和铝合金缸体优缺点引擎的材料方面,通常人们常谈论到主要是缸体和缸盖的材料,比如常说的全铝引擎,就是指缸体和缸盖都是用铝合金铸造。
当今的引擎,缸盖不是铝合金的已经很少了,美国的Ford Taurus的155hp 3.0L OHV V6是铸铁缸盖(Taurus另有3.0L DOHC全铝V6版本),除了这个老古董,盲刀我一时还真是想不起来别的了。
所以缸盖我们就不讨论了。
说说缸体。
刚才说到全铝引擎缸体自然是铝合金制造的,其实不全对。
大部分“全铝”引擎也要使用铸铁缸衬,原因后面讲。
我们先看看铝缸体和铸铁缸体各自的优缺点。
1)重量铝的比重比铸铁要轻,满足强度要求的前提下,铝缸体要轻许多。
比如,同为Chrysler的引擎,同样的2V OHV结构,Viper SRT10的8.3L全铝V10的引擎重量实际上和300C的5.7L 铸铁缸体V8差不多。
引擎轻,就可以对整车的重量分布发挥积极的影响,整车质量也轻些。
所以,这一点上铝缸体占优。
2)体积同样的原因,铝的比重轻,单位体积的铝结构强度要小于铸铁,所以铝缸体通常体积反而大些。
EA827/EA113/EA888的缸体气缸中心距88mm,而已有的版本缸径可以到82.5mm,除去冷却水通道实际上气缸壁相当薄。
这样,整个引擎就很紧凑,体积小。
铝缸体较难达到这样的效果。
这一点上铸铁缸体占优。
3)耐腐蚀性和强度铝容易和燃烧时产生的水发生化学作用,耐腐蚀性不及铸铁缸体,尤其对温度压强都更高的增压引擎更是如此。
而且前边关于体积的结论,反过来说,当你的引擎体积要求比较小时,使用铝缸体通常难以达到铸铁缸体的强度。
所以高增压的引擎很多都采用铸铁缸体,比如EVO的286hp 2.0L I4 (4G63),就始终都是铸铁缸体。
它的改装极限之高也是有口皆碑的。
如果使用铝缸体,基本上不太容易。
这一点上铸铁缸体占优。
4)成本成本自然是铝缸体要贵,没什么可解释的。
这一点上铸铁缸体占优。
5)抗爆性铝的导热更快,所以冷却性能好,可以帮助引擎减少非正常燃烧的发生概率,同样的压缩比,铝缸体引擎可以比铸铁缸体引擎使用更低标号的汽油。
这一点上铝缸体占优。
6)摩擦系数现在的引擎,为了降低往复运动的部件的惯性,提高转速和响应速度,活塞大多使用铝合金作为材料。
如果气缸壁也是铝的。
铝和铝之间的摩擦系数是比较大的,这样引擎的性能就受很大影响了。
铸铁就没有这样的问题。
这一点上是铸铁缸体占优。
回想一下,一开始盲刀就提到,全铝引擎缸体不一定真是“全铝”的。
其实说到这里,从第3点和第6点出发您就能够找到答案。
为了克服这些缺点,铝缸体通常也要使用铸铁的或者钢制的气缸内衬。
设想一下,EA888采用的82.5mm缸径,汽缸中心间距只有88mm,如果在除去冷却水通道和铸铁缸衬,那么铝制的气缸壁是不是就太薄了呢?而且,EA888的CG 25灰铸铁,实际上是比通常的铸铁已经轻了很多,整个EA888缸体重量是33kg。
而Audi 3.1L FSI V6的全铝缸体也是同样的重量。
但是你要知道,3.1L FSI是非常昂贵的引擎,因为它是真正全铝,没有铸铁或者钢制缸衬的,因为它在气缸内壁部分使用了硅铝合金来克服前面说的缺点。
这样,它就比一般的铝缸体要更轻。
而这种工艺是非常昂贵的,你不可能指望EA888这种级别的引擎采用。
而且,这种技术也难以耐受增压后的工作环境,目前增压的引擎,即便是铝缸体,也必有缸衬,除非是昂贵到Touareg V10TDI那台柴油机的程度(它是全铝引擎,也没有铸铁缸衬,汽缸内壁是采用一种金属离子喷镀工艺处理过的,“贵”就一个字)。
所以,如果EA888采用普通结构的铝缸体,那么节省的重量不会超过10kg,而体积反而会更大。
而EA888总重只有150+kg,所以这不超过10kg的减重似乎意义不大。
反过来,铸铁缸体带给EA888的更高的增压极限就更有实际意义了。
当前,汽油发动机的缸体分铸铁和铸铝两种。
在柴油发动机中,铸铁缸体占绝大部分。
近年来,随着汽车工业快速发展,轿车迅速进入普通百姓的生活,同时,车辆的节油性能逐渐受到重视。
减轻发动机的重量,可以省油。
采用铸铝缸体,可以减轻发动机的重量。
从使用来看,铸铝缸体的优势就是重量轻,通过减轻重量实现省油。
在同等排量的发动机中,使用铝缸体发动机,能减轻20公斤左右的重量。
汽车的自身重量每减少10%,燃油的消耗可降低6%~8%。
据最新资料,国外汽车自身重量与过去相比减轻了20%~26%。
从节油的角度看,铸铝发动机在节油方面的优势颇受人们关注。
除了重量上的差别以外,在生产过程中,铸铁缸体和铸铝缸体也有很多不同。
铸铁生产线占地面积大,对环境污染大,加工工艺复杂;而铸铝缸体的生产特点恰好相反。
从市场竞争的角度来说,铸铝缸体具有一定的优势。
由于铸铝缸体有这样的优势,自然资源贫乏的日本就主要发展铸铝缸体的发动机。
但丰田公司在中国生产的发动机绝大部分是铸铁缸体发动机,原因之一就是中国的原材料并不像日本那样紧缺。
从现在的情况看,市场上铝材的价格并不低,这就削弱了铸铝缸体发动机在生产和加工中的优势。
铁和铝的物理性能不同。
铸铁的缸体热负荷能力更强,在发动机的升功率方面,铸铁的潜力更大。
打个比方,一台1.3升排量铸铁发动机的输出功率可以超过70kW,而一台铸铝发动机的输出功率只能达到60kW。
据了解,1.5升排量铸铁发动机通过涡轮增压等技术,可以达到2.0升排量发动机的动力要求,而铸铝缸体发动机则很难达到这一要求。
铝制缸体发动机内部仍然有一部分使用铸铁材料,特别是气缸,要使用铸铁材料。
铸铝与铸铁在燃料燃烧后热膨胀率不统一,就是通常所说的变形一致性出现问题,这是铸铝缸体在铸造工艺上的一个难题。
在发动机工作时,配装有铸铁气缸的铸铝缸体发动机就要满足密封要求。
如何解决这个难题,是铸铝缸体企业特别关注的问题。
善于推销产品的厂商在推广自己的汽车产品时,常常会使用“全铝发动机”这一“耀眼”的光环打头阵。
有鉴于此,我们就看到,无论是奥迪A8、标致307;还是骐达、雨燕都将其发动机的亮点锁定在全铝缸体这一材质上。
有鉴于此,一些被“忽悠”的车友在购买轿车时也就多了一层选择:全铝发动机。
不可否认,全铝发动机在材质,散热性等方面确实优于铸铁发动机,但更多的时候,全铝发动机却相比较于铸铁发动机不尽如人意。
首先是体积。
由于铝的比重较轻,因此铝的单位体积结构强度就要小于铸铁,所以铝缸体的体积通常会比铸铁的要大一些,很难达到铸铁缸体的紧凑与小体积。
其次是耐腐蚀性及强度。
众所周知,铝容易与燃烧时产生的水发生化学反应,因此,耐腐蚀性远不及铸铁缸体,尤其对温度压强都更高要求的增压引擎更是如此。
在加上已经阐述过的有关于体积的结论,因此,当汽车的引擎体积要求较小时,使用铝缸体就很难达到铸铁缸体的强度。
所以说,高增压的引擎大多采用铸铁缸体。
在这两方面,全铝发动机明显要逊色于铸铁缸体发动机。
再次是发动机的摩擦系数。
现在的轿车引擎,为了降低往复运动的部件惯性,通常会提高转速和响应的速度,活塞也大多使用铝合金作为材料。
如果气缸壁采用铝材料。
铝和铝之间的摩擦系数就比较大。
为此,引擎的性能就会大大受到影响,相反,铸铁发动机就不会产生如此的问题,因此在这方面,铸铁缸体也是优于全铝发动机的。
需要说明的是,企业常说的全铝发动机是指缸盖和缸体都是铝合金制造的发动机。
而缸盖是铝合金,缸体是铸铁的发动机,仍被称作为铸铁发动机。
但事实上,早在很多年以前,汽车厂家的发动机就已经大规模地采用全铝缸盖了。
由于缸盖本身的重量并不大,所以汽车制造商热衷于它并非是由于它的重量轻,而是由于它具有良好的散热性能。
随着发动机技术的飞速发展,四气阀结构成为了发动机的主流设计趋势。
与两气阀发动机相比,每缸四气阀的气缸盖比每缸两气阀的气缸盖在工作时要产生更多的热量,因此采用全铝缸盖是最好的解决办法。
出于成本的考虑,气缸体采用全铝的设计要比气缸盖要晚得多。
气缸体是发动机上最重的部分,因而使用铝合金材料可以减轻发动机的重量,从而达到减轻整车重量的目的。
这一点对于前置前驱的轿车来说,显得尤为可贵。
然而,殊不知,材质的变化需要更多成本的支出,由于材料价格和加工工艺的不同,采用铝合金缸体的发动机自然会比铸铁发动机的价格要高出一截。
在这一诉求点上,显然是铸铁缸体的发动机占优。
特别是当轿车的级别仅仅只局限于A级车时,当轿车的价格刚刚过10万元或者尚未及10万元之时。
采访中,多位业内人士明确表示,在10万元及以下级别的A级轿车中,拥有全铝发动机未必就是好事。
其理由除了上述之外,更多地来自于成本与价格。
俗语称,“从南京到北京,买得没有卖得精。
”在一款10万元甚至更低级别的轿车中装载全铝发动机,如果企业要想保持一定的利润,必然会在轿车的其他配置方面有所减少。
在专业人士的眼中,羊毛必然出在羊身上,与其让这些经济型、舒适型的“非奢侈品”使用全铝发动机,倒不如像一些务实的轿车企业一样,在装载经得起打磨的铸铁发动机的同时,在产品的舒适度,主动、被动安全配置上多下点功夫,使其产品更具有竞争力。
以6月上市的上海大众斯柯达明锐为例,该车型采用的就是传统的铸铁发动机。
与之相反,诸如标致307的某些型号轿车采用的就是全铝发动机。
对此,有网友质疑,斯柯达明锐在发动机方面是不是就技不如人呢?答案当然是否定的。
正如前面所述,作为一款刚刚跃上十万元级别的A级轿车,明锐虽然搭载的虽然不是全铝发动机,但性能和技术遥遥领先于同级别车。
如刚上市不久的1.6升排量明锐轿车,该发动机就是在德国大众FSI发动机的基础上专为中小型车开发的一款新型机,曾在POLO劲情、劲取等轿车上使用并获得客户的广泛认可。
其所拥有的“进排气管优化设计”、“E-Gas电子油门技术”、”壳体滤芯分离式设计”、“Bosch ME7.5.20发动机控制系统”、“凸轮轴驱动静音链条”等五大技术亮点,使这款发动机成为了30万元以下轿车中最具有竞争力的发动机型号。
发动机在低转速时所爆发出的充沛动力,即适合城市工况,又符合中国人的驾驶习惯。
此外,低能耗、低维护费用的特点也为这款发动机贴上了节能降耗的标签。
特别是该发动机“低转速高扭矩”的显著特性保证了车辆在起步加速时的动力充沛。
也正是由于采用了这款性能超群,价格又合理的发动机,才使得该车型在主动、被动安全配置方面、以及其他内饰方面的装载有所超前,比如说,多重主动安全系统(ABS+EBD+MSR+MASR),除了ABS,明锐1.6L车型还为用户准备了EBD、MSR、MASR,它们一同为明锐1.6L的用户提供了安全的驾驶保障。
比如说,数字式无盲区PDC倒车雷达;比如说,LED侧面转向灯(集成于外后视镜);比如说,智能电子滚码防盗系统;比如说,CAN-BUS 电子智能管家等等。
林林总总,都让这款轿车在配置上更加地务实与真诚,从而使该轿车成为当前最为畅销的A级车之一。