原谅我又来说这个老生常谈的问题,全铝发动机与铸铁发动机之间的争论好像就从来没有停止过。不过,随着全铝发动机逐步占据了整个市场,这个问题也没有持续下去的意义了。所以我打算总结一下铸铁发动机的优点,同时也是未来全铝发动机的提升方向,就权当是对过去的一种缅怀吧。
铸铁发动机有更坚固、更耐磨的气缸壁
发动机气缸就像锅炉房,高温高压的工作环境非常恶劣,一般材质可承受不住。传统的铸铁材质还好,但目前全铝发动机的制造材料却应对不了这种情况,长时间使用就会出现过度磨损、变形等故障。
不过出于轻量化目的,加上铸铁发动机已经没有多少出路,所以研究出可靠的全铝发动机已经迫在眉睫。一些廉价车型搭载的发动机为了保证气缸的可靠性仍采用铸铁气缸套,但为其它要求不高的地方换成铝合金材质。
铝合金气缸壁目前还只能出现在中高端车型上,因为它们能够采用一些昂贵的技术来强化气。比如宝马的B系列发动机、日产
GT-R(参数|图片)的3.8升双涡轮增压发动机等等,都是将铝合金气缸壁表面喷上一种离子镀层,变成像铸铁一样坚固、耐磨。
虽然表面强化技术在近些年来发展很快,但是成本仍然没有降低到可以全部普及的程度。接下来的时间,如何降低这项技术的工艺成本将会成为一大课题,也是彻底取代全铝发动机进步的关键。
铸铁发动机有更滑的活塞
铸铁还有一个优点,那就是摩擦系数小、阻力低,对做往复运动、经常摩擦的活塞来说这是很大的优势。不过,铸铁活塞的缺点更为明显,它的惯性太大了,直接影响活塞的响应速度,还会损失许多能量。
所以,现在市场上除了部分大型柴油发动机以外,都采用铝合金活塞了。特别是现在镀层技术也比较成熟,摩擦系数大的问题也逐渐被改善了。
以上两处是铝合金发动机比较容易提升,也是可以提升的两个地方。不过就算这样一台发动机中仍有许多钢铁部件还不能被替代,例如气门弹簧要是铝合金的话就会一压就折、铝合金的曲轴和凸轮轴会在工作时发生弯曲和扭转、铝合金飞轮变轻了就不能储存动能了。
无论对于什么还是要从合理性、可用性出发,有的东西虽然可以用更昂贵材料制造,但往往却起到相反的效果。就像现在已经拒绝唯结构论的悬架一样,也要拒绝唯材料论的发动机。