Jaką przewagę mają silniki aluminiowe nad żeliwnymi, poza tym, że nie rdzewieją i zmniejszają masę.
Producenci lubią się chwalić swoimi nowymi silnikami aluminiowymi, czy to naprawdę coś znaczy dla klienta?
Czy powinienem kupić nieco mocniejszy silnik żeliwny czy mniej mocny silnik aluminiowy?
Podałeś już główny powód stosowania bloków aluminiowych, którym jest redukcja wagi. Jest to ten sam powód, który doprowadził Forda do produkcji swoich ciężarówek serii F z aluminiowym nadwoziem: redukcja wagi równa się lepszej ekonomii paliwowej. Większość producentów używa dziś aluminium w różnych miejscach, aby zmniejszyć ogólną wagę pojazdu. Jeśli chodzi o rdzewienie, to zazwyczaj nie jest to problem na blokach żeliwnych, jak to życie jest spędził pod pokrywą. Tylko wtedy, gdy jest pozostawiony na zewnątrz, cierpi na to.
Ponieważ redukujesz masę w przedniej części pojazdu, w większości przypadków może to również zapewnić lepsze wyważenie. Dla tych pojazdów, które są zaniepokojeni centrowania wagi pojazdu (tj. Corvette), biorąc 110 funtów z przodu samochodu (kiedy przeniósł się do silnika LS1 i warianty) pomógł dużo w tym przejściu (przeniesienie skrzyni biegów do tyłu samochodu pomógł, jak również). To może zapewnić lepszą postawę na zakrętach i pomóc z nad- i podsterownością.
Istnieją trzy główne zalety (które przychodzą mi do głowy) bloku żeliwnego w porównaniu z aluminiowym:
Nie jestem pewien, dlaczego uważasz, że jakikolwiek blok żeliwny będzie mocniejszy niż jakikolwiek blok aluminiowy? To wszystko zależy od silnika, na który patrzysz i od tego, co producent zrobił w dziedzinie wydajności. Jeśli po prostu próbujesz porównać te dwa, to jest to decyzja, którą będziesz musiał podjąć sam.
Pod względem właściwości materiału odlew aluminiowy będzie miał tendencję do bycia lżejszym dla równoważnej siły i powinien być łatwiejszy do chłodzenia.
Wiele wad aluminium sprowadza się do kwestii produkcyjnych. Odlewy aluminiowe są potencjalnie podatne na defekty i chociaż aluminium jest miękkie, nie jest tak łatwe w obróbce jak żeliwo, szczególnie w zakresie tolerancji wymaganych dla silnika. Podobnie jego miękkość oznacza, że wszelkie powierzchnie łożysk muszą być formowane za pomocą wkładek (tuleje cylindrowe zostały już wspomniane w innej odpowiedzi), a nie tylko obrabiane z odlewu. Z tego samego powodu powierzchnie współpracujące, takie jak głowice cylindrów i połączenia kolektorów, są bardziej podatne na uszkodzenia podczas montażu i konserwacji, a to samo dotyczy gwintów, które są podatne na zrywanie i zacieranie.
Dla porównania żeliwo ma tę szczególną właściwość, że można tworzyć utwardzone powierzchnie w odlewie poprzez umieszczenie płyt chłodzących w formie, aby stworzyć odporne na zużycie powierzchnie łożysk. Żeliwo ma również doskonałą stabilność wymiarową i dobre właściwości pochłaniania drgań.
Chociaż myślimy o aluminium jako o “nie rdzewiejącym”, korozja może być w rzeczywistości dużym problemem w blokach aluminiowych. Jednym z powodów jest to, że kontakt aluminium ze stalą może powodować korozję galwaniczną, co stanowi szczególny problem w przypadku takich elementów jak tuleje cylindrowe i sworznie, które muszą być wykonane ze stali.
Z praktycznego punktu,
Mój 04 VW GTI ma blok aluminium i turbo, a jedną rzeczą, aby pamiętać, Aluminium jest bardziej miękki niż Cast Iron i jest łatwiejsze do paska, lub blizny. Mam doświadczenie z pierwszej ręki striping stud otwory przechodzące do turbo do rury spustowej. Czasy, w których chciałeś, żeby to było żeliwo. Wyobrażam sobie również, że będzie bardziej podatny na problemy z kompresją z powodu szybszego psucia się niż żeliwo.
To tylko moje spostrzeżenia spod maski.
Dodatkowy ciężar z przodu pojazdu słyszany w Nowej Anglii jest prawdopodobnie większą korzyścią, ponieważ powinien pomóc w trakcji na drodze w śliskich warunkach.
Istnieje również zagęszczone żelazo grafitowe, pojazdy używają tej nowej alternatywy od 2004 roku. To pozwala cząsteczki do tworzenia bardziej gęstej matrycy na chłodzenie, który zapewnia korzyści z żelaza (znacznie dłużej trwające), jak również korzyści z aluminium (znacznie lżejsze).
Silniki aluminiowe mają również lepszy transfer ciepła, co może zmniejszyć gorące punkty silnika i tendencję do pukania.
Kiedy ograniczeniem mocy jest pukanie silnika, co często ma miejsce, silniki aluminiowe o tej samej specyfikacji/wymiarach są bardziej odporne na pukanie i mają tendencję do osiągania większej mocy. Na przykład, przy większej odporności na spalanie stukowe, jedną z powszechnie stosowanych rzeczy jest zwiększanie kompresji/ boostu/ wyprzedzenia zapłonu w celu zwiększenia mocy silnika.
Jeśli wszystkie ustawienia silnika pozostają takie same, np. gdy tuning silnika nie jest dostosowany do zmian w materiałach, żeliwo prawdopodobnie wyprodukowałoby niewielką ilość koni mechanicznych więcej. Dzieje się tak dlatego, że żeliwna komora spalania kradnie mniej ciepła podczas spalania, a więcej ciepła byłoby zachowane do rzeczywistej pracy.
Mocniejszy żeliwny blok silnika byłby zaletą w pewnych szczególnych okolicznościach, w których silnik jest ograniczony przez wytrzymałość części zamiast pukania, takich jak nisko sprężarkowy silnik na metanol z dużą ilością doładowania i podtlenku azotu.
Jak już wspomniano wcześniej: Aluminium jest lżejsze (sg 2,5 zamiast 7,8 kg/l) ma lepszą przewodność cieplną, ale jest droższe w produkcji, ale tańsze w recyklingu. Odlewane aluminium może być naprawiony przez spawanie, nawet przykłady silników odlewanych i spawanych wychodzi. (Rover Metro amputowane silniki V8 do V6 dla rajdów w latach osiemdziesiątych) Normalne żeliwo (żeliwo szare płytkowe) jest tańsze, łatwiejsze do odlania, ma niższe właściwości mechaniczne i lepsze zdolności tłumienia drgań. Żeliwo jest trudne do naprawy przez spawanie. Żeliwo sferoidalne jest znacznie mocniejsze, ale ma znacznie mniejszą zdolność mechanicznego tłumienia drgań. (ale nadal ma przewagę nad odlewanym aluminium). Przez lata przechodzono od silników wykonanych w całości z żeliwa szarego (nawet z tłokami żeliwnymi) (40HP / litr całkowitej pojemności cylindra) do żeliwnych bloków cylindrów z aluminiowymi głowicami (50-60 HP/L, do silników wykonanych w całości z aluminium (blok cylindrów plus głowica) do 80 HP/L (silniki atmosferyczne) Obecnie istnieje tendencja do przechodzenia na żeliwo sferoidalne ze względu na koszty i komfort) W samochodach o wysokich osiągach, silniki aluminiowe (do 140 HP/l atmosferyczne) są nadal ulubione, ze względu na oszczędność masy i możliwości chłodzenia, dzięki czemu koszty stają się mniej istotne. Z poważaniem, Jurgen Prinsen, inżynier metalurgii i spawalnictwa, petrolhead i właściciel kilku włoskich samochodów (Alfa Romeo (boxery, proste silniki 4 Nord i silniki V6 Busso) oraz Ferrari 456 (silnik 5,5L V12 116B).
Z punktu widzenia pojemności cieplnej, silniki żeliwne będą potrzebowały więcej czasu na rozgrzanie, ale również więcej czasu na schłodzenie. Powiedzmy, że zatrzymasz silnik po jeździe i uruchomisz go ponownie za kilka godzin, blok żeliwny będzie znacznie cieplejszy niż stopowy, a jeśli zrobisz to wiele razy, będziesz miał znacznie mniej cykli rozgrzewania/schładzania, co jest lepsze dla żywotności silnika. Jest to jeden z czynników wpływających na długowieczność silnika żeliwnego w porównaniu do podobnych silników aluminiowych.