铝引擎与铸铁引擎

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除了生锈和减轻重量之外，铝发动机比铸铁发动机具有的优势是什么。

制造商喜欢夸耀其所有新型铝制发动机，这对客户真的意味着什么吗？

我应该购买功率稍强的铸铁发动机还是功率较小的铝发动机？

engine engine-theory

— 寿宾
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我的1996年美洲虎有一个铝块。这不是新事物。我不确定体重是否也有优势，至少在老年人中没有。钢块对于所用材料的体积具有更大的强度。如今，材料设计可能会更好，因此他们可以减轻重量，而不会影响强度。我想问题是功率对重量的比率。如果您将引擎车的功率提高10％但将其重20％，您将一无所获。

— TafT '16

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如果引擎的功率增加10％但重20％，则您在普通汽车中获胜，因为汽车可能只会重5％，因此零至100K的时间更快。

— 自闭症

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@Autistic引擎较轻的汽车可能更敏捷，操控性更好并且重量分布更好，因此实际上可能更快通过弯道，这可能意味着在某些道路上点对点的时间更快。阿尔法·罗密欧（Alfa Romeo）的旧双火花发动机使用合金块。这确实意味着他们使用了更多的油，因为它们在大量使用时会弯曲，但是这些车的处理方式极为锋利。

— 史蒂夫·马修斯

@TafT：没错，这不是什么新鲜事物，1963年的Hillman Imp有铝制发动机。

— RedGrittyBrick '16

@Autistic，如果您以10％的比例提及我的评论，我会小心地表述为“如果您的铁引擎汽车的功率提高10％但较重的汽车增加20％”，那么我在谈论的是整车的重量和功率只是引擎。对不起，如果还不够清楚。正如其他人指出的那样，重量也改变了汽车的操纵方式，因此即使重量保持不变，重量也不总是那么简单，即较慢的加速度或更大的抓地力。

— TafT '16

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您已经说明了铝块的主要原因是重量减轻。正是由于同样的原因，福特公司才开始生产铝制车身的F系列卡车：减轻重量就等于提高了燃油经济性。如今，大多数制造商都在各个地方使用铝以减轻车辆的整体重量。就生锈而言，这对铸铁块而言通常不是问题，因为它的寿命被掩盖了。只有当它留在元素中时，它才会遭受这种命运。

由于您要减轻车辆前端的重量，因此在大多数情况下，它也可以提供更好的重量偏差。对于那些关注车辆重量居中的车辆（例如：Corvette），从汽车前部减掉110磅（当他们转向LS1发动机和变体时）对这一过渡（将变速箱移至车尾也有帮助）。这样可以提供更好的过弯态度，并有助于过度/不足的转向习惯。

与铝制铸铁相比，铸铁制有三个主要优点（我能想到）：

尺寸稳定性：在加热过程中，铝比铁增长更多。因此，铝块必须内置额外的预防措施，以抵消这种情况并防止出现问题。
无缸套：如果你曾经想重建一个铝块，其中气缸套敬酒，他们必须更换。与仅在铸铁缸体中镗缸相比，这是很大的加工费用。
成本：铸铁已经在工业中使用了很多年，并且很容易生产。另一方面，从铝土矿中提炼铝的成本要高得多。仅在材料方面，成本就更高。然后查看汽缸套和特殊铸造工艺的成本，必须采用这些工艺才能使铝块正确，成本会更高。但是，在加热过程中需要权衡取舍（熔化铝与铸铁所需的能量不需要太多），铝更易于机械加工（机床/夹具与铸铁的磨损较少）。

我不确定为什么您认为任何给定的铸铁块都将比任何给定的铝块更强大？这完全取决于您正在寻找的引擎以及制造商在性能方面所做的工作。如果您只是想将两者进行比较，则必须自己决定。

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
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像往常一样写得很好，我不是说铸铁更强大，因为在特定型号的两种发动机之间进行选择，例如，一辆汽车的1升铸铁发动机可产生70马力，另一辆是全铝制发动机，可产生64马力。哪个更好？考虑到两者对消费者的成本相同？

— Shobin P

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@Anarach-我不知道我还是任何人都可以回答这个问题，但是你可以。查看与引擎有关的其他因素，例如燃油里程。找出对您最重要的东西。是性能还是重量？铸铁块的使用寿命通常比铝块更长，但这还取决于制造引擎的人。这真是胡扯。

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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铸铁的另一个好处是设计更容易。当我为一家汽车公司供应商工作时，每年都会有一些铸铁砌块出现，原因很简单，“我们是否搞砸了吗？” 测试和一堆铝块用于“ 这次出了什么问题？” 测试。

— Mark

我要补充的一点是，铝块在坚硬的使用条件下会扭曲，这会导致耗油量比铸铁块大。我父亲的老阿尔法·罗密欧155 2.0 Twinspark在一次非常热烈的50英里行驶中就使用了多达半升的机油，而我的Lancia Dedra 2.0 SE（相同的基本车却配备了Fiat / Lancia Twincam发动机）没有受到影响石油消耗水平附近的任何地方。

— 史蒂夫·马修斯

@SteveMatthews-我认为这与设计比与弯曲更多有关。铝很硬。如此坚硬，实际上，它比铸铁更容易使应力上升。我并不是说您错了，只是说这里可能涉及的内容远不止是由什么构成的。

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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在材料性能方面，铝铸件趋于轻薄，具有同等强度，并且应该更容易冷却。

铝的许多缺点归结为制造问题。铝铸件可能容易出现缺陷，尽管铝是软质的，但它不像铸铁那样容易加工，特别是在发动机所需的公差范围内。类似地，它的柔软性意味着任何轴承表面都需要形成嵌件（在另一个答案中已经提到了气缸套），而不仅仅是从铸件上机加工而成。出于同样的原因，气缸盖和歧管连接等配合表面在组装和维护期间更容易损坏，同样的情况也适用于容易剥落和卡死的螺纹。

相比之下，铸铁具有特殊的性能，您可以通过在模具中放置冷却板来创建耐磨的轴承表面，从而在铸件中创建硬化表面。铸铁还具有出色的尺寸稳定性和良好的吸振性能。

尽管我们认为铝是“不生锈的”，但腐蚀实际上是铝块中的一个大问题。这样做的一个原因是，铝和钢之间的接触会引起电偶腐蚀，当您需要由钢制成的气缸套和双头螺栓之类的东西时，这是一个特别的问题。

— 克里斯·约翰斯
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从实际出发，

我的04 VW GTI具有铝块和涡轮，要记住的一件事是铝比铸铁更软，更容易剥离或划伤。我有第一手的经验，即在涡轮增压器和下水管之间划出螺柱孔。您曾希望它是铸铁的。我也想过，由于分解速度比铸铁快，因此更容易受到压缩问题的影响。

这只是我的观点。

另外，在新英格兰，车辆前部的额外重量可能会带来更多好处，因为它在湿滑的路面上应有助于牵引。

— 德文·格里森·兰伯特
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实际上，您的GTI有一个灰铸铁块。涡轮/歧管连接的头部为AL。

— draksia '16

哇，我一直以为是铝。无论如何，我仍然相信我的答案仍然有效。

— Devin Gleason Lambert

在湿滑的条件下，您需要在后轮上而不是在前轮（通常是发动机所在的位置）上增加重量。

— 德米特里·格里戈里耶夫

如果是后轮驱动车辆，是的。如果是前轮驱动车辆，则将重量放在前面。因此，为什么有2wd的卡车会在后面放沙袋以帮助冬季牵引。

— Devin Gleason Lambert

您是在说没有腹肌的卡车吗？

— Dan Z

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此外，还有压紧的石墨铁，自2004年以来，车辆一直在使用这种新替代品。它使分子在冷却时形成更致密的基体，从而提供了铁的优点（使用寿命更长）以及铝的优点（使用寿命更长）。打火机。）

— 杰罗姆·威利·塞戈维亚
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欢迎来到Mechanics.SE！尽管我同意您的评估，但是我不确定这如何真正回答铝v铸铁的问题？

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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它有助于提供背景信息，并可能会告知发布者在询问原始问题时可能没有其他信息。就像询问民主党-共和党在参议院分裂一样。然后有人发帖说：“嗯，您可能不知道这一点，但实际上有两名参议员已注册为独立议员。”

— 杰罗姆·威利·塞戈维亚

我知道你来自哪里。但是请记住，Stack Exchange是关于回答OP的问题的。由于OP并未询问铝或铸铁的替代品，因此您的答案在这里没有位置……它与答案链无关。请意识到，我不会因为您的回答而困扰您，我只是想帮助您了解Stack Exchange的工作方式。请查看帮助中心，以获取有关回答问题的更多信息。

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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铝制发动机还具有更好的传热性能，可以减少发动机热点和爆震倾向。

当功率极限是发动机爆震时（通常是这种情况），具有相同规格/尺寸的铝制发动机将具有更高的抗爆震性，并倾向于具有更大的动力。例如，在具有更大的抗爆震性的情况下，通常要做的一件事是增加压缩/增压/点火提前以增加发动机的功率输出。

如果所有引擎设置均保持不变，例如当未针对材料变化调整引擎音调时，铸铁可能会增加少量马力。发生这种情况的原因是，铸铁燃烧室在燃烧过程中散发的热量更少，并且可以为实际工作节省更多的热量。

在某些特殊情况下，如果发动机受到零件强度的限制而不是爆震的话，那么更坚固的铸铁发动机缸体将是一个优势，例如带有大量助力和亚硝酸盐的低压缩强制感应甲醇发动机。

— 内杜克
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您能否更好地限定第二段？看来您是在说铝块比铁块能发电更多？

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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我会说这是非常不准确的，与铸铁相比，AL气缸盖确实确实降低了热点的可能性，但是在气缸体中这并没有什么区别，几乎所有气缸体在到达气缸盖时都被活塞覆盖最热的部分。AL大部分也有铸铁衬里。

— draksia '16

当然，将铝和铸铁发动机部件混合会产生不同的结果。我在这里不只是比较发动机缸体或单个组件...铝制发动机是指铝制缸盖和缸体，而铸铁发动机则是指铁制缸盖和缸体。

— Netduke

@draksia：似乎大多数德国制造商都在使用Alusil转向无衬套发动机。不知道为什么没有更多的制造商加入该聚会，这似乎比压制衬里要简单得多。

— TMN 2016年

从历史上看，nikasil或alusil涂层存在很多问题。它们通常也不是可替换的。

— draksia '16

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如前所述：铝更轻（sg 2.5而不是7.8 kg / l）具有更好的导热性，但生产成本较高，而回收成本较低。铸铝可以通过焊接进行维修，甚至铸造和焊接发动机的出口也可以修复。（在80年代集会的Rover Metro截肢V8至V6发动机）普通铸铁（层状灰铸铁）价格便宜，易于铸造，机械性能较低且具有更好的减振能力。铸铁很难通过焊接修理。球墨铸铁坚固得多，但对振动的机械阻尼能力却低得多。（对接仍在铸铝上方）。多年来，已经从所有灰口铸铁发动机（连铸铁活塞）（40HP /升总汽缸容量）转移到具有铝头（50-60 HP / L，适用于所有高达80 HP / L的铝制发动机（气缸体加缸盖）（大气压发动机）如今，由于成本和舒适性的缘故，人们倾向于使用球墨铸铁）在高性能汽车中，铝制发动机（高达140 HP / L l大气）仍然很受欢迎，因为它减轻了重量并降低了冷却能力，因此成本降低了。亲切的问候，于尔根·普林森（Jurgen Prinsen），冶金和焊接工程师，加油站和几辆意大利汽车的所有者（阿尔法·罗密欧（义和团，平直的4台Nord发动机和V6 Busso发动机）和法拉利456（5.5L V12 116B发动机）由于节省了重量和冷却能力，因此成本降低了。亲切的问候，于尔根·普林森（Jurgen Prinsen），冶金和焊接工程师，加油站和几辆意大利汽车的所有者（阿尔法·罗密欧（义和团，平直的4台Nord发动机和V6 Busso发动机）和法拉利456（5.5L V12 116B发动机）由于节省了重量和冷却能力，因此成本降低了。亲切的问候，于尔根·普林森（Jurgen Prinsen），冶金和焊接工程师，加油站和几辆意大利汽车的所有者（阿尔法·罗密欧（义和团，平直的4台Nord发动机和V6 Busso发动机）和法拉利456（5.5L V12 116B发动机）

— 于尔根·普林森
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从热容量的观点来看，铸铁发动机将花费更多时间加热，但也需要更多时间冷却。假设您在驱动后停止发动机，然后在数小时内重新启动，铸铁块会比合金块更热，如果多次这样做，您的预热/冷却将少得多循环，这对于发动机的使用寿命更好。与类似的铝制发动机相比，这是铸铁发动机寿命长的原因之一。

— 兰花
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