全鋁發(fā)動機(jī)與鑄鐵發(fā)動機(jī)之間的爭論好像就從來沒有停止過。不過,隨著全鋁發(fā)動機(jī)逐步占據(jù)了整個市場,這個問題也沒有持續(xù)下去的意義了。所以我打算總結(jié)一下鑄鐵發(fā)動機(jī)的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也是未來全鋁發(fā)動機(jī)的提升方向,就權(quán)當(dāng)是對過去的一種緬懷吧。
●鑄鐵發(fā)動機(jī)有更堅(jiān)固、更耐磨的氣缸壁
發(fā)動機(jī)氣缸就像鍋爐房,高溫高壓的工作環(huán)境非常惡劣,一般材質(zhì)可承受不住。傳統(tǒng)的鑄鐵材質(zhì)還好,但目前全鋁發(fā)動機(jī)的制造材料卻應(yīng)對不了這種情況,長時(shí)間使用就會出現(xiàn)過度磨損、變形等故障。
不過出于輕量化目的,加上鑄鐵發(fā)動機(jī)已經(jīng)沒有多少出路,所以研究出可靠的全鋁發(fā)動機(jī)已經(jīng)迫在眉睫。一些廉價(jià)車型搭載的發(fā)動機(jī)為了保證氣缸的可靠性仍采用鑄鐵氣缸套,但為其它要求不高的地方換成鋁合金材質(zhì)。
鋁合金氣缸壁目前還只能出現(xiàn)在中高端車型上,因?yàn)樗鼈兡軌虿捎靡恍┌嘿F的技術(shù)來強(qiáng)化氣。比如寶馬的B系列發(fā)動機(jī)、日產(chǎn)GT-R的3.8升雙渦輪增壓發(fā)動機(jī)等等,都是將鋁合金氣缸壁表面噴上一種離子鍍層,變成像鑄鐵一樣堅(jiān)固、耐磨。
雖然表面強(qiáng)化技術(shù)在近些年來發(fā)展很快,但是成本仍然沒有降低到可以全部普及的程度。接下來的時(shí)間,如何降低這項(xiàng)技術(shù)的工藝成本將會成為一大課題,也是徹底取代全鋁發(fā)動機(jī)進(jìn)步的關(guān)鍵。
●鑄鐵發(fā)動機(jī)有更滑的活塞
鑄鐵還有一個優(yōu)點(diǎn),那就是摩擦系數(shù)小、阻力低,對做往復(fù)運(yùn)動、經(jīng)常摩擦的活塞來說這是很大的優(yōu)勢。不過,鑄鐵活塞的缺點(diǎn)更為明顯,它的慣性太大了,直接影響活塞的響應(yīng)速度,還會損失許多能量。
所以,現(xiàn)在市場上除了部分大型柴油發(fā)動機(jī)以外,都采用鋁合金活塞了。特別是現(xiàn)在鍍層技術(shù)也比較成熟,摩擦系數(shù)大的問題也逐漸被改善了。
以上兩處是鋁合金發(fā)動機(jī)比較容易提升,也是可以提升的兩個地方。不過就算這樣一臺發(fā)動機(jī)中仍有許多鋼鐵部件還不能被替代,例如氣門彈簧要是鋁合金的話就會一壓就折、鋁合金的曲軸和凸輪軸會在工作時(shí)發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)、鋁合金飛輪變輕了就不能儲存動能了。
無論對于什么還是要從合理性、可用性出發(fā),有的東西雖然可以用更昂貴材料制造,但往往卻起到相反的效果。就像現(xiàn)在已經(jīng)拒絕唯結(jié)構(gòu)論的懸架一樣,也要拒絕唯材料論的發(fā)動機(jī)。