[汽車之家 發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)] “全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)”似乎成為了廠商們拿來(lái)宣傳的科技亮點(diǎn)，然而大多數(shù)人所認(rèn)為的“全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)”真的完全是鋁合金打造的嗎？
●不要騙我！“全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)”竟然不是全鋁的？
輕，毋庸置疑是鋁材料的一大特點(diǎn)，汽車上所用的鋁其實(shí)都是以鋁合金形式存在的，因?yàn)榧冧X是很軟的，而鋁合金卻能達(dá)到很高的強(qiáng)度。全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)、鋁合金輪圈、全鋁車身、鋁合金懸架……為了輕量化，如今工程師們把汽車上很多曾經(jīng)的鋼鐵部件都替換成了鋁合金材料，而全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)更是越來(lái)越普及，其中也包括如上汽、江淮、比亞迪等等不少中國(guó)品牌。
從1866年德國(guó)工程師尼古拉斯·奧托（Nikolous Otto）發(fā)明了四沖程內(nèi)燃機(jī)開(kāi)始，打造發(fā)動(dòng)機(jī)所用的材料和工藝都在不斷地進(jìn)化，如今鋁合金已成為了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上常見(jiàn)的材質(zhì)。對(duì)于普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，或許并不知道發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部是什么，“全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)”是完全由鋁合金零件組成的嗎？顯然，如軸承、正時(shí)齒鏈、起動(dòng)機(jī)、氣門、氣門彈簧等等部件不可能是鋁合金。
- 鋁合金缸體和缸蓋是什么？
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，支撐發(fā)動(dòng)機(jī)主體骨架的腔體就是發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體，它的上方便是缸蓋。缸蓋一方面與活塞、缸體組成汽油燃燒的燃燒室，另一方面可以用來(lái)安裝固定正時(shí)系統(tǒng)、噴油系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)等部件。缸體和缸蓋是發(fā)動(dòng)機(jī)中重量占比最大的一部分，所以從輕量化的角度來(lái)說(shuō)，它們是車企們最愿意開(kāi)刀的一部分。
早期缸體和缸蓋大部分都是由鑄鐵材質(zhì)制造的，雖然鑄鐵缸體和缸蓋具有較高的強(qiáng)度和耐磨性，且成本相對(duì)較低，但如今在鋁合金材質(zhì)面前早已失去了霸主地位。從鑄鐵換成鋁合金，不僅能夠大幅降低重量，還能改善發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻性能，對(duì)整車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性都有一定的提升。
相比鑄鐵材質(zhì)，鋁合金材質(zhì)雖然在成本上不占優(yōu)勢(shì)，但隨著目前大批量、規(guī)模化生產(chǎn)，這對(duì)于車企來(lái)說(shuō)或許已不再是太大的問(wèn)題，因此，“全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)”也成為了當(dāng)今的主流。
- “全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)”為什么要加上引號(hào)？
之所以我們給“全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)”加上了引號(hào)，因?yàn)閺S商們的宣傳和人們普遍的認(rèn)知并不是完全準(zhǔn)確的，即便是按大多數(shù)人的認(rèn)知邏輯——缸體和缸蓋是鋁合金材質(zhì)的發(fā)動(dòng)機(jī)就可以稱為全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)，目前來(lái)看，缸體中鑄鐵材質(zhì)的曲軸軸承座和缸套依然不能完全被鋁合金材質(zhì)所替代。
作為缸體的一部分，曲軸軸承座使用了鑄鐵材質(zhì)，嚴(yán)格意義上來(lái)講，缸體就不能算作完全的鋁合金缸體了。鋁合金的特性決定了它不能勝任下軸承座的工作，而受力相對(duì)較小的上軸承座則可以使用更輕量化的鋁合金材質(zhì)。除此之外，缸體上的缸套也是不能使用鋁合金的部件之一。
“拉缸”是我們常常聽(tīng)到的一種發(fā)動(dòng)機(jī)故障，所說(shuō)的“缸”就是發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸，導(dǎo)致拉缸的原因有很多，比如由于冷卻液缺失、機(jī)油量過(guò)低、氣缸內(nèi)進(jìn)入異物或者活塞環(huán)故障等問(wèn)題，最終都有可能損壞氣缸內(nèi)壁，從而汽車不能再正常行駛甚至熄火。這里提到的氣缸內(nèi)壁，一般來(lái)說(shuō)就是發(fā)動(dòng)機(jī)的缸套，而即便是廠商們口中的“全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)”，缸套卻不是鋁合金材質(zhì)，大多仍為鑄鐵材質(zhì)。
缸套一定是鑄鐵材質(zhì)的嗎？鑄鐵缸套曾經(jīng)是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)不可或缺的一部分，然而有一天，電弧噴涂技術(shù)出現(xiàn)了，某些發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)竟然看不到缸套了。
寶馬最新的B系列發(fā)動(dòng)機(jī)、新款福特野馬Shelby GT350上的5.2L V8發(fā)動(dòng)機(jī)（Voodoo）、新款日產(chǎn)英菲尼迪Q50上的3.0T V6發(fā)動(dòng)機(jī)（VR30DETT）等均取消了傳統(tǒng)的鑄鐵缸套，采用這種電弧噴涂技術(shù)，氣缸內(nèi)壁被噴涂上一層合金涂層或者其它復(fù)合材料，涂層一般只有0.2-0.3mm厚，除了耐磨性和導(dǎo)熱性有了提升，相比鑄鐵缸套也更能提高輕量化水平。
基于對(duì)輕量化水平的追求，廠商們似乎對(duì)鋼鐵材質(zhì)嫉惡如仇，想法設(shè)法地將它們替換成鋁合金，或者干脆像鑄鐵缸套一樣被取消掉。那么除了發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體和缸蓋上大量采用鋁合金外，如今還有哪些發(fā)動(dòng)機(jī)部件逐漸淘汰了鋼鐵材質(zhì)呢？
