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汽车发动机缸体铁的好还是铝合金的好?为什么

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汽车发动机缸体铁的好还是铝合金的好?为什么

铸铁发动机:优点是,制造技术条件低,且工艺成熟,铸铁发动机在实际工作过程中,能够承受高温高压的工作环境。不足是,发动机重量过重,散热不及铝合金好。

铝合金发动机:优点是,重量轻,有效降低发动机自重,散热好,另外,制造工艺要求相比略高,制造成本比铸铁发动机贵。不足是,发动机在工作时受热易变形,造成缸内壁和活塞匹配度在长时间运行下间隙变大,动力泄漏较大。另外铝合金发动机不可过分压榨发动机的动力。但是现在经过技术的改良,铝合金发动机的耐高温性也不比铸铁差。

汽车发动机为何不用钛合金?

很多人会有一种走极端的习惯,就是说一种材料好,那么这个材料一定是处处好,只要用上了那么就鸟枪换炮,立马变成世界第一。比如说钛合金,就是很多人眼里面的“世界第一”的材料,特别是因为这种材料在航空航天上应用很多【如下图所示,就是钛合金加工的发动机整体叶盘结构】,所以就更加增加了钛合金的“含金量”,恨不得哪里都应该用上。

但是实际上一种材料在哪个地方使用、能不能用、使用多少、在什么情况下使用,都是有很多考量的,并不是材料好就一定要用。钛合金确实是有很多很好的特性,比如说质量轻、耐腐蚀性好、热变形小、熔点高等等,但是钛合金也有很多的缺点,比如说价格昂贵、不容易加工等等。

所以说钛合金不是在汽车发动机上没有使用,相反,钛合金在汽车发动机上应用很多,比如说钛合金的连杆、钛合金发动机气门、钛合金弹簧等等,下面的两张图就分别是汽车发动机里面的钛合金连杆和气门/气门弹簧。这些零件是要高速运动起来的,所以把材料换成钛合金的可以有效降低质量,质量低了、惯性就低了,运动速度就可以更快,这当然是有利于发动机的。

然而,钛合金在发动机中的应用还只是一些零件,至于说很复杂的全钛合金的汽车发动机缸体很少见。发动机的缸体部分一般还是采用铝合金和铸铁材料,这主要是从成本上出发的。而且,发动机缸体不属于运动件,所以密度稍微大一点儿可以接受,也不会给汽车增重多少。毕竟,汽车作为地面载具,本身对于重量不像航空航天那样对重量那么敏感,一台汽车发动机在汽车总重中的占比也不超过10%。

简单说,铝合金本身的性质也够用,但是成本和加工难度上则是要小很多,从成本上考虑当然是用铝合金、甚至于铸铁合适了。【下图就是铝合金的发动机缸体】

另外,需要纠正一个观点的是,单纯从减重上说,用铝合金更加容易减重,因为铝合金的密度是比钛合金低的。只是铝合金的强度不够、高温性能也不好,所以真的用起来的时候不如钛合金那么“经用”【铝合金、钛合金、合金钢的性质如下图所示】。

汽车缸体怎么焊接?

如果铝合金缸体用铝氩弧焊机焊接,如果没有铝氩弧焊机就用铝电焊WEWELDING555直流反接焊接,如果是铸铁就按照铸铁焊接工艺焊接。

汽车发动机缸体上需要用到的焊接主要是水道冬天冻裂,或者捣缸两种焊修最为多见,其中冻裂主要是水道部位,常用到的焊接材料就是一种特种铸铁焊条就解决,如WEWELDING777铸铁焊条,就是可以解决常见发动机铸铁材质,包括铸铁与碳钢的异种焊接。

针对发动机水道冻裂,一般这种部位非重要受力部位,不过在发动的时候有水压,所以焊接的时候坡口还是要开的,不过坡口深度可以酌情,可以浅一些,母体主要是封住裂纹,而非靠焊缝去承受多大的力度,那么小坡口必然就是要大强度的比如48公斤级别的WEWELDING777铸铁焊条,又因为其良好的抗裂性能,适合冷焊所以,这个给焊接省却了复杂的热处理工艺。

如果是捣缸处理的话,可以用碳钢切捣缸的形状然后缝补到捣缸部位,这个时候的WEWELDING777铸铁焊条可以解决铸铁与碳钢的异种焊接,小电流小规范焊接一周焊缝,分段跳跃焊接,敲击释放应力,控制好温度不要太高,这种焊接办法对于WEWELDING777来说是相对一般的铸铁焊材来说很保险的。

  看缸体是什么材料 选用相应焊条 焊时注意焊接工艺即可。  缸体: 发动机是由汽缸体和汽缸盖两大部分组成,通过螺栓相互连接起来。  缸体材料应具有足够的强度、良好的浇铸性和切削性,且价格要低,因此常用的缸体材料是铸铁、合金铸铁。但铝合金的缸体使用越来越普遍,因为铝合金缸体重量轻,导热性良好,冷却液的容量可减少。启动后,缸体很快达到工作温度,并且和铝活塞热膨胀系数完全一样,受热后间隙变化小,可减少冲击噪声和机油消耗。而且和铝合金缸盖热膨胀相同,工作可减少冷热冲击所产生的热应力。‍

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文章名称:《汽车发动机缸体铁的好还是铝合金的好?为什么》
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