阿道夫·希特勒

在新能源车全面普及以前，还是以内燃机车为主。而内燃机发动机可以在材料选择和节能技术、提高效率、动力性与经济性等方面深挖洞。



    在发动机材料方面，目前主要归结于缸体和缸盖，而主要又归结于缸体，因为缸盖几乎都是铝制的，主要为了散热，铝比铁（或钢铁）散热效率高，这也是音响功放等也用铝散热的原因。



    铸铝与铸铁发动机，孰优孰劣？其实，大家纠结的不是缸盖，而是缸体，缸体分成了所谓两大系列，即铝制和铁制（钢铁），当然有些还不是全铝，包括一些合金，如铝镁合金等等。车价在十几万元以下的铝制发动机，铝制缸体仍然有一部分使用铸铁材料，特别是气缸，因为铁比铝耐磨。



    为了叙述方便，以下简称铝制和铁制材料。





一、铝制和铁制的特点比较




1）重量




           铝的比重比铁要轻，满足强度要求的前提下，铝缸体要轻许多。如三菱EVO的第10代用的是4B11T铝制发动机，重量比第9代4G63铸铁发动机轻了12公斤。











         发动机轻，意味着整车重量也轻，减轻重量可省油。在同等排量发动机中，车重量每减少10％，燃油消耗可降低6％～8％。







2）体积




     铝比重轻，同质量的铝制缸体的体积通常比铁制缸体的体积大些。如大众的EA113、EA888的缸体气缸中心88mm，而已有的缸径可以到82.5mm，除去冷却水通道实际上气缸壁相当薄。这样，整个发动机就很紧凑，体积小。铝缸体反而难以达到这样的效果。



   







3）耐腐蚀性和强度




        铝耐腐蚀性不及铸铁缸体，尤其对温度压强都更高的增压引擎更是如此。而且前边提到的关于体积的结论，反过来说支撑了这一看法：当发动机体积要求比较小时，使用铝缸体通常难以达到铸铁缸体的强度。所以高增压的引擎很多都采用铸铁缸体，比如10代前EVO的4G63，始终都是铸铁缸体。



    三菱著名4G63发动机，虽然体重较大，散热性能不好，但其优越的耐高温、耐高压特性，使2.0T的EVO涡轮增压爆发出很大的功率和扭矩出来，而且对那些心潮澎湃的年轻人来说，掀起了一轮又一轮改装狂潮。有的功率调到了360马力，甚至有的改装至500、600马力，扭矩超过400NM。凭借强劲的心脏，EVO创造了辉煌的传奇历史，成为车迷心中难以割舍的情愫。10代EVO采用4B11T铝制发动机，虽然数据和效果也很好，但因发动机选材的不同，因此改装潜力大不如以前了。









    同理，大众高尔夫R和尚酷R也是用EA113铸铁发动机，也是基于铸铁耐高温、耐高压比铝强的重要主要原因，而不是因为技术落后和省钱。



    再同理，国产奥迪2011款Q5用的也是铁制缸体EA888发动机。铸铁发动机更有利于在保护发动机安全前提下的爆发最大功率155KW和350牛米最大扭矩出来。





    总之，铸铁发动机的改装极限之高也是基于耐高温、耐高压的性能。而铝制改装不太容易做到。这一点上铸铁发动机占优。但这不是说，铝制发动机就不能在功率和扭矩做得更大，如大众辉腾W12、奥迪A8、奔驰AMG、宝马7系（其实，它全系都是铝制的）等等都是铝制（包括合金）。所以，在铝制基础上增加一些金属（如镁等），发动机综合性能要比铁制要好。这是一种不可回避的趋势。

  


    “开宝马，坐奔驰”已经成为一种定式，为何是开宝马呢？因为宝马在动力总成这块有它独特的技术。铝制发动机已经成为一种技术趋势，它独有的散热性、轻量化等，再加上关键部件添加合金等，其耐磨耐高温、高压等是已经赶上，甚至超越铁制发动机。从MINI系、M系、X系，还是1——7系，它都全面铝制了。在其配备的1.6T，2.0T、3.0T、4.4T、6.0T等发动机中，也全是铝制（包括部分合金）的。看得出，宝马要一直T下去了，而且还要上三涡轮增压发动机，这就必须解决铝制存在的缺陷和发扬铝制的优势。显然，宝马解决了铝制自身缺陷的问题。






  




4）经济性





           一般而言，铝制比铁制缸体贵。但是也不尽然。如果从散热性而配置的系统来看，铸铁发动机的散热性能比全铝合金发动机要差很多，它就需要额外的代价。



    为什么大众2、4气门低速发动机采用铸铁缸体？因为它转速低、热量少，对高速发动机来说，散热是个问题。但是转速低是相对的，它也要散热，为其配备散热系统，所以大众也要配水冷、风冷等系统，尽管铝制发动机也配这个系统，但前者要求更高些，成本也就低不了哪去了，总算下来，未必便宜。



    高转速发动机热量大，对散热要求高，要是散热不好就容易爆缸或缩短寿命，这就是为什么高转速发动机用铝合金的原因之一，但它本身散热要好于铸铁，总算下来说未必贵多少。所以，日系发动机多为铝制的，也就不奇怪了。



    日系发动机多为铝制，并不是它技术不行，在我看来而是很行。如果为了节省成本，一般铝制比铁制反而更贵。省油自然是一个因素，因为相对要轻嘛，但它的综合性能也很突出。日系厂家几乎都是百年老厂，有着自己独特的技术。它们有些发动机性能甚至比德系车还好，如大众1.6L（NA）发动机，不管是2气门的，还是4气门的，无论最大功率，还是最大扭矩就赶不上日系1.6L的。有的车友说开日系车起步很轻盈，而有些德系车反而感觉很重，就是这个道理。三菱4B11T铝制发动机在涡轮增压方面，依然表现得很抢眼。日系在涡轮增压技术方面是走在世界前列的，随着日产骐达1.6T引入国内，相信会有更多基于铝制的日系新发动机扑面而来。



    大众在成都上马的发动机EA211系列也是铝制的，如1.4L、1.6L、1.2TSI等。



   

5）抗爆性、散热




          铝导热快，所以冷却性能好，可减少非正常燃烧的发生概率，同样压缩比，铝缸体比铸铁缸体使用更低标号的汽油。



6）摩擦系数




         现在的引擎，为了降低往复运动部件的惯性，提高转速和响应速度，活塞大多使用铝合金、铸铁等作为材料。如果气缸壁也是铝的。铝和铝之间的摩擦系数是比较大的，这样引擎的性能就受很大影响。









  





   

  





    全铝发动机缸体不一定真是“全铝”的。从以上第3点和第6点出发可找到答案。为克服这些缺点，铝缸体通常也使用铸铁的或者钢制的气缸内衬。设想一下，EA888采用的82.5mm缸径，汽缸中心间距只有88mm，如果再除去冷却水通道和铸铁缸衬，那么铝制气缸壁是不是太薄了呢？而且，EA888的CG 25灰铸铁，实际上是比通常的铸铁已经轻了很多，整个EA888缸体重量是33kg。而Audi 3.1L FSI V6的全铝缸体也是同样的重量。但是要知道，3.1L FSI是非常昂贵的引擎，因为它是真正全铝，没有铸铁或者钢制缸衬的，它在气缸内壁部分使用了硅铝合金来克服前面说的缺点。这样，它就比一般的铝缸体要更轻。而这种工艺是非常昂贵的，你不可能指望EA888这种级别的发动机采用这个技术。而且，这种技术也难以耐受增压后的工作环境，目前增压的发动机，即便是铝缸体，也必有缸衬，除非昂贵到Touareg V10TDI那台柴油机的程度（它是全铝引擎，也没有铸铁缸衬，汽缸内壁是采用一种金属离子喷镀工艺处理过的）。所以，如果EA888采用普通结构的铝缸体，那么节省的重量不会超过10公斤，而体积反而会更大。而EA888总重只有150公斤左右，所以这不超过10公斤的减重似乎意义不大。反过来，铸铁缸体带给EA888的更高的增压极限就更有实际意义了。






二、我们需要什么样的科技？





    只要不被风撂倒，时速在60-90KM/H范围内，一般的车处于最省油状态，这是十几万车的所谓卖点，问题是谁没有在120KM/H以上开过车(如超车、避让等)？稳定和车速是一对矛盾，安全与车速、体重与安全、安全与经济也是的。该轻就轻，不该轻就不能轻。有些车把该轻的和不该轻的都轻了，这就将矛盾对立的一面尖锐化了。同样，重也是一个道理。







    欧美车普遍都重，但这不等于说重就一定是科技。轻又安全、稳定、经济，才是科技，否则，是巫术。




    既对立又统一的才是好的科技。





    所以，铝制与铁制发动机各有千秋。铸铁也好，铝制也罢，在合适的时间，合适的地点，用在合适的车子上才是好的科技。

flysky2000

数据最能说明一切，在超跑，顶级豪车上，要是能找到一款用铸铁的发动机出来，勉强还能证明所谓的铸铁发动机跟铝制发动机有得比；说铸铁比铝制好根本就是大众为了忽悠TC那些不懂车的人的无耻论调，同样是涡轮增压，兰博基尼、BMW、BENS、保时捷阿斯顿马丁、宾利等等有哪个是用的铁块？你直接说你为了节约成本用铸铁，没人说你，但是你非要说铸铁好过铝制，这就是你的不对了！
还有车重的问题，说车重好的只能说没什么汽车常识！在汽车业日益发达的今天，一般的车辆普通的使用功能已经不能满足民众的需求，为了让车辆性能更加优异，制造商才不断的去研究提高汽车性能的办法，其中轻量化是一项相当重要的指标，要知道动力与车身重量平衡搭配才能让汽车发挥最大性能，现在各大制造商都趋向于车辆轻量化研究，就是为了让车辆性能发挥得更加好！另外个原因是车身轻量化要比其他提高汽车性能的技术要容易得多，要知道增强扰流板设计、打造符合风阻系数的车身流线、优异的底盘调教、动力组合的研究等等技术都不是一朝一夕能研究得出来的，没有什么比减少车重提高性能来得更直接更快了；铸铁发动机是上个世纪的旧货，说好听点是技术成熟、容易维修，说难听点是过时的产品，再过几年估计已经消失于市面了，还比个什么；
小马拉大车的行为在如今的车辆上已不多见，当然，大众例外，虽然涡轮增压能提高自身排量40%的功率，但是一辆1.5吨左右的迈腾只用1.4T的发动机，这车绝对发挥不了最佳性能！
但是偏偏有很多人认为车重才是好的，才是安全的，对于这样的论调只能说，朋友，去开压路机吧，这货绝对够分量！

jwook

铝制肯定是发展趋势，轻量化，省油，环保肯定是大方向，不可能用性能的名义去违背潮流，奥迪之流忽悠人的说法看能维持到哪天

恨水长东

楼主和一楼的阐述，让我等菜鸟学习了，谢谢。
不管铝制还是铸铁在一定时期内都是潮流的需要，各有千秋。不应盲目对比啊

zhoutianya

真好对此问题一知半解呢，看到此贴了解了不少知识。谢了。

suningrass

说白了，你要改装就要铸铁，现在gtr都还是铸铁，你要省油要经济那就铸铝
一个耐燥，一个经济

d01

楼主的讲解太到位了，我等这些不懂得人，真的又学到不少知识，关于那种更好，争论不必要，各有各的优势，而且技术经常会反复，当一条路走到头时，往往掉过头去走另一条路，当这条路也走不下去时，会突然发现原来那条路还能走，这就是技术的进步，它是螺旋上升的过程，就像美国p51野马螺旋桨飞机又要服役了，噶特林机枪现在又大放异彩一样。前者是国际环境导致，不对称作战不需要f22那么高档的飞机，后者是从手摇不能提高每分钟子弹数而被抛弃，到用电机代替手摇用在飞机，战舰上，比设计弹夹要更好。这就是技术的螺旋上升，所以两个发动机都有各自的优势，真正技术走到头的是这种用爆燃方式的内燃机发动机已经发展到头了，需要更新的动力系统，更节能，环保等。

好色的蛋

铝比铁好，简单说：铝制发动机出现晚，要是不好用，人们干嘛还要研发它？

fish300

如果V8 V10 V12 W12再用铁的话，你想想那个体积要多大，要多重，起码要在一吨以上，所以V8以上基本不会用铁了。发动机当然是铝好，这是必然的，但是价格也会高上很多。

wobuhuiwan33

兄弟·铸铁发动机多少年前的东西了！ 你看看除了大众还谁在用呢？ 现在这时代全铝发动机才是王道！