① 汽車的缸體用全鋁的好還是鋁合金的好
現在,我們在選擇汽車的時候,經常會考慮發動機的材料。我們也經常會在許多廠商的推廣宣傳上看到「全鋁發動機」這個耀眼的字眼。為何廠商要炫耀他的全鋁發動機,那不是「全鋁」的發動機材料是什麼?全鋁發動機有什麼好處呢?還有哪些新型的材料被用來製造發動機部件?這篇文章,我們就來一起討論這個話題。 傳統的發動機無論是缸體還是缸蓋都是採用鑄鐵的,但是鑄鐵有著許多先天的不足,例如重量大、散熱性差、摩擦系數高等等,所以,許多發動機廠商都在尋找更適合的材料製造發動機的構成部件。 輕量化材料:首先我們從材料的輕量化來討論新型發動機材料的優勢。 1、全鋁缸蓋和缸體 我們日常所說的全鋁發動機是指缸蓋和缸體都是鋁合金製造的發動機。而缸蓋是鋁合金,缸體是鑄鐵的發動機,一般我們還是稱作鑄鐵發動機。現在,全鋁發動機已經在大量的車型上被採用,在國外,羅孚的k系列發動機,寶馬的M52直列六缸發動機,日產的VQ發動機,捷豹的-AJ-V8發動機、賓士的V6和V8發動機、通用的LS1和北極星V8發動機、標致的2升四缸發動機和通用的新型直列四缸發動機等等都是採用鋁合金製造。國內的許多小排量發動機也逐步採用全鋁發動機,如國產鈴木系列的發動機G13、K14等。甚至包括一些國產發動機也採用鋁合金材質了,最著名的就是東安動力開發的468發動機,這款發動機被配備在哈飛路寶和昌河愛迪爾上,獲得了很大的成功。 很早以前的汽車發動機就開始大規模採用全鋁缸蓋了。缸蓋的重量並不大,所以汽車製造商喜歡它並不是因為它重量輕,而是因為它有更好的散熱性能。隨著發動機技術的發展,四氣閥結構成為發動機的主流設計趨勢。與一起的兩氣閥發動機相比,每缸四氣閥的氣缸蓋比每缸兩氣閥的氣缸蓋在工作時要產生更多的熱量,採用全鋁缸蓋是最好的解決辦法。 出於成本的考慮,氣缸體採用全鋁設計比氣缸蓋要晚得多。氣缸體是發動機上最重的部分,因而使用鋁合金材料可以減輕發動機的重量,從而達到減輕整車重量的目的。這一點對於前置前驅車型來說,顯得尤為可貴,當然在另一方面,由於材料價格和加工工藝的區別,採用鋁合金缸體的發動機會增加一些成本。 2、樹脂或鎂作為材料的進氣管 在發動機的構成上,復雜的進氣管是另外一個很重的部件。特別如今流行的更復雜的可變長度的進氣管,其重量相當可觀。剛開始的時候,人們採用鋁合金來作為進氣管的替代材料,後來許多汽車製造商開始採用具有熱塑性的66號尼龍,或者其他耐熱的可塑性材料製造進氣管。因為這些復合材料的有許多優點:價錢便宜、重量輕、內臂平滑(從而空氣流動好、氣阻小),因此它對於汽車製造商來說是很理想的進氣管材料。 但是這些復合材料也有讓人很頭痛的缺陷,它很容易產生一些細小的裂紋,這種裂紋導致高速進氣時會在進氣管里產生令人不快的噪音,所以許多高檔的豪華車都沒有採用這種材料製造進氣管。例如賓士就選擇了鎂合金——這種材料比鋁更輕,盡管它比較昂貴,而且耐高溫能力有限。貴不是主要問題,因為要知道,前提是裝配在豪華車上,對於豪華車來說,性能的提高比成本相對來說要更重要。耐熱能力有限也不要緊,因為進氣管的溫度並不高。鎂合金是金屬材質的,空氣在鎂合金製造的進氣管內流動,要比在塑料的噪音要小的多。 也有一些車採用了非常少見的材料,例如TVR和法拉力V8採用的是一種稱作凱福拉(Kevlar)的材料來製造進氣管,它能獲得更輕的重量,而且進氣噪音與金屬進氣管相當。這些都是很少採用的特例,就不多討論了。 摩擦力和運動慣性的優化:除了輕量化,新型材料在摩擦力和運動慣性方面同樣具有很大的優勢。 1、鋁活塞和鋼制氣缸套 發動機的響應性與發動機部件的運動慣性是分不開的,發動機的運動部件包括曲軸、活塞、連桿等。由於曲軸要求瞬間強度非常高,所以只能採用高強度鋼來製造。 活塞就沒有曲軸這樣的局限了,在高轉速發動機上,通常都是用鋁合金來製造活塞。更輕的活塞重量能產生更高的發動機轉速,從而能獲得更大的動力輸出。 使用鋁合金來製造活塞,成本並不是非常昂貴,主要問題是出在摩擦阻力上。在發動機運轉的時候,活塞與氣缸壁之間肯定會產生摩擦。而鋁和鋁直接的摩擦系數是很高的,它比鋁和鑄鐵之間的摩擦系數要高得多。這樣一來,如果全鋁缸體配合全鋁活塞,發動機運轉的時候摩擦阻力就會非常大,這顯然是不可取的,這也就是為何許多發動機使用鋁合金活塞,但必須使用鑄鐵缸體的原因。但如果為了採用全鋁缸體而採用鑄鐵活塞,那顯然是更得不償失的。 那如何解決這一矛盾呢? 目前最主流的解決辦法,就是在鋁制的氣缸體內鑲一個鋼制的氣缸套,讓鋁合金活塞不會與鋁制的氣缸壁相接觸。這種設計可以解決這一矛盾,當然也會增加一些成本。 這種方法在70年代中期首先被雪佛蘭Vega所採用。它的發動機採用全鋁設計,在鋁合金的氣缸體內鑲上了一個鑄鐵的缸套,當然活塞同樣也是用鋁合金製造的。它的摩擦阻力比全鑄鐵的發動機要小得多,因此它的動力得到了很大程度的提高。不僅如此,這台發動機還能獲得更輕的重量和更小的運勁慣性,改善了車子的加速性、操控性和經濟性。後來,這種方法被許多配備了高轉速發動機的汽車所採用。 還有一個解決辦法,就是採用增強型金屬纖維氣缸套(FRM)。本田在它的NSX 3.2升發動機上採用了這個技術。它的成本和升功率在鑄鐵缸體和鑲缸套之間。這種解決辦法,是在全鋁的缸體上直接把金屬纖維加熱融化以後,通過特殊工藝把金屬粒子滲透到氣缸壁上,就彷彿在氣缸壁上電鍍了一層厚度只有0.5毫米的金屬纖維。與鑄鐵缸體相比,它能產生更低的摩擦阻力,因而改善了轉速和功率。同時,金屬纖維是直接滲透到氣缸缸體里的,所以它的強度非常大(相當於整個缸體的強度)。 2、鈦合金連桿 鈦是一種重量很輕,強度很大的材料,而且價格非常昂貴,一般只在航空領域採用。但是,這種航空材料最終還是被應用在了汽車上,不過僅限於高性能的運動轎車,因為只有這些汽車才會為了提高性能而不計成本的採用盡可能適合的材料。蘭博基尼的Diablo、法拉力的F355 / 360 M / 550 M 、還有保時捷的911 GT3等都採用鈦合金來製造連桿,以提高發動機的轉速。 3、鍛造工藝 鍛造是一種非常傳統的製造工藝,但是它不能在高強度和輕量化之間取得很好的平衡。在本田的Type R和其他高性能汽車上,經常採用鍛造工藝來製造活塞、曲軸和連桿。 由於鍛造需要用手工完成,因此需要花費巨大的人工成本。鍛造高溫的金屬能讓更多的礦物質滲透到金屬粒子當中去,因而改善了零件的強度和耐熱性,最終有利於發動機的轉速提高和動力輸出。同時,鍛造還能改善一些部件的摩擦系數,例如採用鍛造工藝製造的活塞就能更好的減小表面的摩擦系數。 k
② 為什麼現在大多數汽車都是鋁合金缸體
1、不容易生銹,鋁合金的材質更能抵擋防凍液帶來的氧化反應。2、散熱速度快,因為鋁合金的導熱速度要遠遠高於鑄鐵材料的。3、重量比較輕,這個相信大家都知道哈,鋁相對來說說是比較輕的材料。鋁合金缸體的優點在於他重量輕,在減輕車重的同時還降低了油耗。在散熱方面也比鑄鐵材料更強的散熱效果,因而會提高了發動機的工作效率。
鋁合金材質的缸體是近些年流行起來的,鋁合金材質的缸體優勢在於重量更低,散熱效率更好, 降低車輛的重量就相當於節省燃油了,所以越來越多的小型車輛都是在使用鋁合金缸體。但是鋁合金缸體耐磨性不足需要安裝缸套來提高發動機使用壽命,鋁合金缸體的造價也比鑄鐵的要高一些。由於鋁合金材質強度不高,所以在大型的柴油發動機上很少使用,都是在小型車發動機種運用。
③ 全鋁發動機內部的鑄鐵缸套,如何實現鑄鐵缸套和鋁缸體之間的有效結合呢高端汽車的全鋁發動機如何實現的
鑄鐵缸套的嵌入常見的有幾種方法,一種是直接在澆注時鑄到鑄型中,這種工藝可以選擇外面拉毛的鑄鐵缸套,結合緻密;還有一種是在缸體加工過程中機械嵌入,一般採用液氮激冷缸套並用液壓壓入,恢復常溫後膨脹抱緊,
④ 全鋁缸體能換缸套嗎
當然是可以換的呀
⑤ 鋁合金可以做發動機鋼套嗎
鋁合金目前來說還是不可以做發動機鋼套的, 一些車型發動機採用全鋁合金材質的,但是這類車子發動機缸套也不是鋁合金的,還是球墨鑄鐵。
⑥ 鋁合金缸體鑲缸套了嗎
普通鋁發動機肯定是有缸套的,一些高檔車比如賓士的部分發動機,是沒有單獨的缸套的,在缸壁上有特殊的塗層!
⑦ 怎樣進行氣缸鑲套修理
氣缸套一般用灰鑄鐵、球黑鑄鐵、高磷鑄鐵或合金鑄鐵鑄造。氣缸直徑在100mm以上時,氣缸套的壁厚為2. 5mm,氣缸直徑在100mm }}下時則為2. 25mm.
第一次鑲缸套時,應先將氣缸孔鏜削至第一級修理尺寸(即標准承孔尺寸,如解放CA 6102為[06mm),要求氣缸孔圓度不大於0. 0075mm,圓柱度不大十0. 0125mm,表面粗粗度Ra不高於1. 6umo
已鑲過缸套的氣缸,其圓柱度和表面粗糙度尚能符合規定,氣缸壁無裂紋,則應根據過盈配合選配缸套。如缸套承孔內徑不符合技術規定,應將其攪Y修理尺寸。缸套外徑的修理尺寸為:標准、+0.5, +1.0, +1.5mm四級。缸套與承孔的過盈量有凸緣的合金鑄鐵缸套為。.05-0. ] Omm;無凸緣的合金鑄鐵缸套為0. 075^-0. 125mm;氮化處理的鋼質缸套為0.025一0. 05mm。
缸套表面的粗糙度Ra不應不高於0. 8t.m,圓柱度和圓度不大於0.005mm,廠端外圓加工圓柱度(錐度)或倒角,以便安裝,鑲套前應在缸套外表面徐上一層機油,用專用的工具或壓床將缸套壓入缸體。壓入壓力一般不超過5t,如超過此限度時,應停止壓入,查出原因,以免損害缸體。為防止缸體變形,可隔缸壓入,壓入後,應使缸套與氣缸體上平面修理平齊。
⑧ 採用氣缸體鑲入氣缸套的方法有何優點
鑒於汽缸工作環境的特殊性要求,都會採用鑲入缸套,其主要的優點有:
1、降低缸體加工要求提高成品率,以缸套來提高和保證精度;
2、可以對一定程度的磨損、拉缸、銹蝕等情況的缸壁,進行加工(鏜缸),延長和提高工作壽命;
3、優選材料,可以針對苛刻的工作條件,選擇和優化缸套材料,達到優良的工作性能;
4、類似於組合模塊結構,維修和更換方便;
5、採用澆鑄等方法製造缸套毛坯材料成本低、單一對缸套精加工加工成本,望採納,謝謝!
⑨ 桑塔納2015款鋁合金缸體鑲缸套嗎
那是肯定要缸套的,【汽車有問題,問汽車大師。4S店專業技師,10分鍾解決。】
⑩ 請問:汽車發動機的鑄鐵汽缸套怎麼樣才能和包裹的鑄造鋁合金緊密無縫隙結合
你好 在裝配上沒有緊密無縫隙這種說法 裝配或者製造上通常是間隙、過渡、過盈這三種。你說的那種情況應該是過盈配合 裝配時候是用壓力機壓進去的