鋁在汽車的使用早已不是什么新聞。自從奧迪和本田開始在自家頂級車型上使用鋁以來,數十年間鋁在汽車上的運用比例越來越高。一直以來,無論是業界還是消費者,都把汽車用鋁認為是十分“高大上”的行為,除了發動機。自從全鋁發動機出現以來,關于鑄鐵發動機和全鋁發動機的爭吵就從未停息,兩家各執一詞,誰也無法說服誰,十足一出“羅生門”。
鑄鐵真的一無是處?
自從全鋁發動機出現之后,鑄鐵發動機就成為了過街老鼠,仿佛哪家車廠用了它,就等于故步自封,“吃老本”,蒙騙消費者。但事實,真的是這樣嗎?
無疑,鑄鐵發動機具有比較明顯的缺點。首先,在生產環節,鑄鐵生產線占地面積大,加工工藝復雜,而且對環境污染較大。其次,在使用環節上,由于金屬本身的特性,鑄鐵發動機相對重量較大,從而油耗會相對增大,不利于節能環保。同時,鐵的特性決定了鑄鐵發動機的散熱性不及全鋁發動機,因而在發動機散熱方面需要做更多的工作。
但是,鑄鐵發動機絕非一無是處。首先,鑄鐵的缸體耐熱能力更強,在提高發動機升功率方面表現突出,換言之,其具有極大的改裝潛力。一臺排量1.3升的轎車發動機,無需特別改裝,即可輸出70千瓦的升功率,而全鋁缸體只能輸出大約60千瓦。
同時,如果廠商對發動機的體積和強度均有所要求,特別是渦輪增壓發動機,鑄鐵發動機在同等體積上的強度會比全鋁發動機高得多。所以一些追求同排量發動機多種功率輸出的歐洲廠商,以及一些追求極致性能的日系廠商,對鑄鐵缸體是頗為堅持的。比如老款的大眾EA113/EA888 2.0升渦輪增壓發動機,以及三菱用在9代藍瑟EVO上的4G632.0升渦輪增壓發動機,這兩款增壓值相對比較高的渦輪增壓發動機就一直堅持使用鑄鐵缸體,以保持其較高的改裝極限,同時在改裝界也收獲了良好的口碑。
再者,鑄鐵發動機的成本優勢也是不可忽視的。特別是在一些10萬元級別的車型上,廠商對于成本的控制是近乎嚴苛的。此時如果要使用全鋁發動機的話,出于嚴格控制成本的考慮,車輛的其他配置勢必會減掉,有時甚至是一些安全性的配置。況且一些搭載鑄鐵發動機的車型,也會千方百計引入各種技術控制油耗,所以從另一角度來看,鑄鐵發動機反而更有優勢。
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全鋁就是未來?
全鋁發動機無疑是汽車業界當下的“寵兒”。無論是國外還是中國的汽車品牌,在發動機宣傳上無一不突出自家的全鋁發動機的各種優勢,各種輕量化為自己車型的科技含量背書。但是,全鋁發動機真的毫無破綻?全鋁發動機又是否能真的完全取代鑄鐵發動機呢?
毫無疑問,作為被各家推崇的新型材料,全鋁發動機還是有很多優點的。第一就是輕。同排量的全鋁發動機相對鑄鐵發動機要輕20公斤左右,而重量減輕最直接的體現就是省油。第二就是散熱性好。由于鋁本身的特性,其熱傳導能力大大優于鑄鐵發動機,因而減少了廠家在散熱系統方面的支出。同時全鋁的發動機抗爆性也比鑄鐵發動機優秀,因此可以使用更低標號的燃油。第三就是容易加工,鋁的生產線占地面積相對較小,加工的工藝也相對簡單,對環境的破壞也更少。
但很顯然,以目前的技術水平來看,全鋁發動機還有不足之處。
首先,因為鋁的比重輕,因而單位體積的鋁結構強度是要低于鑄鐵的。換言之,想要達到同等排量鑄鐵發動機的強度,就需要更大的體積。因此,全鋁發動機體積往往較大,不利于目前日趨緊湊的發動機艙。
其次,鋁容易和汽油燃燒時產生的水發生化學反應,耐腐蝕性不及鑄鐵缸體,尤其是溫度,空氣壓強都更高的渦輪增壓引擎而言。而且,鋁的摩擦系數較鐵更大,如果氣缸和活塞都是鋁制品,那么在活塞往復運動的過程中就會出現較大的摩擦力,從而降低引擎運轉效率,影響性能。
第三,其成本始終居高不下。一些豪華的車型可以依靠其高利潤率,在使用全鋁發動機的前提下,保證齊全的配置,但對于經濟緊湊型車來說,一處成本的增長,就迫使車廠需要從其他地方的成本減掉,相對于全鋁發動機所能帶來的好處來看,未免有點得不償失。
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鋁鐵混合,才是正途
正因為鐵和鋁都有其不可取代的優點和難以回避的缺點,因而將兩者在發動機內混合使用是一個十分可行的思路。例如,針對鋁的摩擦系數大的問題,把發動機缸體的缸套換成鑄鐵,就可以大大減少摩擦力,還順帶解決了鋁制缸套不耐腐蝕的問題,既降低了一部分成本,也結合了兩者的優點,可謂是一舉多得。
總結
雖然全鋁發動機在某種程度上確實代表了未來,但是目前來說,鑄鐵發動機也還遠未到老態龍鐘的地步。廠家的營銷總是帶有其目的性的,擁有全鋁發動機的車型是更輕,但輕未必代表高科技,能在輕的同時做到安全穩定才是科技。反之亦然。全鋁和鑄鐵發動機各有千秋,在恰當的時間,恰當的地點,用在恰當的車型上才是最合適的科技。