好多人都說廠家如果用了鑄鐵發(fā)動機就是為了偷工減料,所以說,很多人都說全鋁發(fā)動機更好一些~!那么問題來了~!全鋁發(fā)動機和鑄鐵發(fā)動機哪家更出色一些?還是說不分伯仲呢? 在判定鑄鐵缸體、全鋁缸體哪個更先進之前,我們首先要了解一下發(fā)動機缸體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。早期汽車發(fā)動機很多都采用風冷式冷卻方式,缸體就是一個帶有體積很大散熱片的鑄件,保時捷911在996車系之前使用的都是這種缸體。 不過風冷式汽車發(fā)動機需要結(jié)構(gòu)復雜的冷卻生風系統(tǒng),環(huán)境適應能力也較差,很快就被結(jié)構(gòu)緊湊的水冷系統(tǒng)所取代。 水冷式發(fā)動機不僅需要水箱、冷卻管路、水泵這些循環(huán)冷卻液的裝置,還需要在氣缸壁與缸體外殼之間設(shè)計出冷卻水道,為了實現(xiàn)冷卻液的正常循環(huán),就需要在缸體平面上設(shè)計出冷卻水道的開口。 這些開口的排列方式和大小,可直接影響到活塞、連桿機構(gòu)高速運轉(zhuǎn)時對缸體所造成的沖擊程度,所以根據(jù)冷卻水道不同的設(shè)計,可分為開放式、半封閉式和封閉式冷卻水道。 開放式冷卻水道是全鋁缸體最常見的設(shè)計,完全環(huán)繞著缸筒的冷卻水道開口,使氣缸壁和缸體外殼之間完全沒有任何支撐結(jié)構(gòu),完全可以將缸筒“浸泡”在冷卻液里,從外觀上看呈現(xiàn)為“8”字形。這種設(shè)計的優(yōu)點是冷卻效率高、發(fā)動機重量輕,缺點自然就是缸體強度有所不足。 所以常用于自然吸氣或低增壓發(fā)動機,代表發(fā)動機有本田的大部分機型、豐田ZR、GR系列發(fā)動機、寶馬的N46、52、54系列機型、保時捷自然吸氣水平對置發(fā)動機、斯巴魯EJ205渦輪增壓發(fā)動機。 這種鋁合金缸體設(shè)計并不屬于新技術(shù),鈴木G、K系列和本田D系列發(fā)動機,在上世紀80年代就已經(jīng)廣泛使用了。大眾1.4TSI為了適應雙增壓系統(tǒng)的要求改用了鑄鐵缸體,但也采用了開放式冷卻水道設(shè)計。 半封閉式冷卻水道可以說是強化版的開放式水道,可以使全鋁缸體的強度得到一定的提高,這種設(shè)計通常出現(xiàn)在渦輪增壓車型上,不過只有很少的發(fā)動機采用這種“亡羊補牢”的技術(shù)。 最具代表性的就是斯巴魯?shù)腅J207、EJ255 2.5升和三菱EVO X的4B11T渦輪增壓發(fā)動機,不過仍無法承受1.0bar以上的增壓值,在不做缸體強化的動力改裝之后,缸體發(fā)生破裂的案例并不在少數(shù)。 封閉式冷卻水道是鑄鐵缸體最常用的設(shè)計,僅是在缸體平面上設(shè)有面積很小的冷卻水道開口,活塞、連桿機構(gòu)運轉(zhuǎn)時對缸體的沖擊力可以得到均勻的吸收,在高增壓狀態(tài)下缸墊的密封性也更強。 由于鑄鐵材料自身強度較高,不僅強度更高、更耐用,提升動力的潛力也明顯高于常見的全鋁缸體,不過缺點是冷卻效率有所不足,對冷卻系統(tǒng)的性能要求較高。對于渦輪增壓發(fā)動機而言,鑄鐵缸體的可靠性和耐用性還是比較理想的,所以奧迪AXX、大眾EA113、EA888系列四缸渦輪增壓發(fā)動機,一直采用的是封閉式水道鑄鐵缸體。 為了減輕發(fā)動機自重、提高冷卻效率,同時保證足夠的缸體強度,采用封閉式冷卻水道設(shè)計的全鋁缸體發(fā)動機誕生,阿斯頓-馬丁、法拉利、蘭博基尼在上世紀60年代就已經(jīng)廣泛采用這一技術(shù)。 而對于超跑以外的量產(chǎn)車,采用封閉式冷卻水道全鋁缸體的發(fā)動機并不多,寶馬也只是在X5M、X6M、全新M5、760Li等高端車型上配備的,S63B44和N74B60發(fā)動機的鎂合金缸體上使用了封閉式水道設(shè)計。奧迪則在RS4、6、8、R8、Gallardo車型中使用的V8、V10發(fā)動機上,采用了封閉式水道硅鋁鎂合金缸體,但主軸承座仍采用傳統(tǒng)的鑄鐵材料。 奔馳也只在SLS、SLR少數(shù)超跑上采用了封閉式水道鋁合金缸體設(shè)計。日產(chǎn)GT-R(R35)裝備的VR38DETT,雷克薩斯LF-A裝備的1LR-GUE發(fā)動機,也采用了類似的缸體設(shè)計。 讓人出乎意料的是,福特和馬自達開發(fā)的L系列和GTDI Ecoboost渦輪增壓發(fā)動機,都使用了封閉式冷卻水道的全鋁缸體,在缸體強度上具備一定優(yōu)勢,在同等價位車型中還是非常罕見的。 所以說缸體材料、結(jié)構(gòu)、工藝,并不能直接反映出發(fā)動機的實際性能,更和汽車的品牌、價位沒有必然的聯(lián)系,廠家采用什么材料、結(jié)構(gòu)、工藝完全取決于自身的技術(shù)、車型的用途、市場定位等因素。不過不管是鋁鎂合金還是硅鋁合金缸體,雖然在重量、散熱性能等方面具有明顯優(yōu)勢,但后期的動力改裝潛力仍然是很有限的。 所以在汽車改裝市場上,很早就推出了針對于各類鋁合金缸體的改裝方法和強化套件。其中最簡單的就是用于開放式水道缸體的強化水道墊圈,這種看似很像“糖葫蘆”形狀的鋁合金墊圈,可直接嵌在水道開口之上,墊圈上的小孔可使冷卻液正常循環(huán)。不過這只是很初級的改裝方法,可靠性并不是很高。 為了達到最理想的強度,通常都會對鋁合金缸體進行徹底的改裝。首先要使用高精密度CNC銑床將原廠的缸體徹底切除,并將缸體加工成所需的形狀,然后裝入鑄鐵材料加工而成的強化缸套,即可使開放式和半封閉式水道變?yōu)?,強度大增的封閉式水道鑄鐵缸體。缸套四周預留出的冷卻液循環(huán)孔,也比原廠封閉式水道設(shè)計的孔更小,缸墊也能更好的達到密封狀態(tài)。 對于封閉式水道鋁合金缸體而言,也有用于強化缸體的專用缸套,首先需要將缸筒內(nèi)徑加大,然后把缸套裝入擴大缸徑的缸筒內(nèi)即可。這種強化方法加工相對比較簡單,仍使用原廠的冷卻水道,不需對冷卻系統(tǒng)進行太多強化。這種缸套通常也用于鋁合金缸體發(fā)動機的大修,如果缸套發(fā)生磨損,只要換上新的缸套即可,同時也可以相應加大排氣量,這也是一種傳統(tǒng)的發(fā)動機改裝技術(shù)。
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