鋁好網分享之鑄鋁與鑄鐵發動機，孰優孰劣？

導讀：在新能源車全面普及以前，還是以內燃機車為主。而內燃機發動機可以在材料選擇和節能技術、提高效率、動力性與經濟性等方面深挖洞。 在發動機材料方面，目前主要歸結於缸體和缸蓋，而主要又歸結於缸體，因為缸蓋幾乎都是鋁製的，主要為了散熱，鋁比鐵（或鋼鐵）散熱效率高，這也是音響功放等也用鋁散熱的原因。 鑄鋁與鑄鐵發動機，孰優孰劣？下面就請小編帶您了解一下吧！

一、鋁製和鐵制的特點比較

1）重量

鋁的比重比鐵要輕，滿足強度要求的前提下，鋁缸體要輕許多。如三菱EVO的第10代用的是4B11T鋁製發動機，重量比第9代4G63鑄鐵發動機輕了12公斤。

發動機輕，意味著整車重量也輕，減輕重量可省油。在同等排量發動機中，車重量每減少10％，燃油消耗可降低6％～8％。

2）體積

鋁比重輕，同質量的鋁製缸體的體積通常比鐵制缸體的體積大些。如大眾的EA113、EA888的缸體氣缸中心88mm，而已有的缸徑可以到82.5mm，除去冷卻水通道實際上氣缸壁相當薄。這樣，整個發動機就很緊湊，體積小。鋁缸體反而難以達到這樣的效果。

3）耐腐蝕性和強度

鋁耐腐蝕性不及鑄鐵缸體，尤其對溫度壓強都更高的增壓引擎更是如此。而且前邊提到的關於體積的結論，反過來說支撐了這一看法：當發動機體積要求比較小時，使用鋁缸體通常難以達到鑄鐵缸體的強度。所以高增壓的引擎很多都採用鑄鐵缸體，比如10代前EVO的4G63，始終都是鑄鐵缸體。

三菱著名4G63發動機，雖然體重較大，散熱性能不好，但其優越的耐高溫、耐高壓特性，使2.0T的EVO渦輪增壓爆發出很大的功率和扭矩出來，而且對那些心潮澎湃的年輕人來說，掀起了一輪又一輪改裝狂潮。有的功率調到了360馬力，甚至有的改裝至500、600馬力，扭矩超過400NM。憑藉強勁的心臟，EVO創造了輝煌的傳奇歷史，成為車迷心中難以割捨的情愫。10代EVO採用4B11T鋁製發動機，雖然數據和效果也很好，但因發動機選材的不同，因此改裝潛力大不如以前了。

再同理，國產奧迪2011款Q5用的也是鐵制缸體EA888發動機。鑄鐵發動機更有利於在保護髮動機安全前提下的爆發最大功率155KW和350牛米最大扭矩出來。

總之，鑄鐵發動機的改裝極限之高也是基於耐高溫、耐高壓的性能。而鋁製改裝不太容易做到。這一點上鑄鐵發動機佔優。但這不是說，鋁製發動機就不能在功率和扭矩做得更大，如大眾輝騰W12、奧迪A8、賓士AMG、寶馬7系（其實，它全系都是鋁製的）等等都是鋁製（包括合金）。所以，在鋁製基礎上增加一些金屬（如鎂等），發動機綜合性能要比鐵制要好。這是一種不可迴避的趨勢。

「開寶馬，坐賓士」已經成為一種定式，為何是開寶馬呢？因為寶馬在動力總成這塊有它獨特的技術。鋁製發動機已經成為一種技術趨勢，它獨有的散熱性、輕量化等，再加上關鍵部件添加合金等，其耐磨耐高溫、高壓等是已經趕上，甚至超越鐵制發動機。從MINI系、M系、X系，還是1——7系，它都全面鋁製了。在其配備的1.6T，2.0T、3.0T、4.4T、6.0T等發動機中，也全是鋁製（包括部分合金）的。看得出，寶馬要一直T下去了，而且還要上三渦輪增壓發動機，這就必須解決鋁製存在的缺陷和發揚鋁製的優勢。顯然，寶馬解決了鋁製自身缺陷的問題。

4）經濟性

一般而言，鋁製比鐵制缸體貴。但是也不盡然。如果從散熱性而配置的系統來看，鑄鐵發動機的散熱性能比全鋁合金髮動機要差很多，它就需要額外的代價。

為什麼大眾2、4氣門低速發動機採用鑄鐵缸體？因為它轉速低、熱量少，對高速發動機來說，散熱是個問題。但是轉速低是相對的，它也要散熱，為其配備散熱系統，所以大眾也要配水冷、風冷等系統，儘管鋁製發動機也配這個系統，但前者要求更高些，成本也就低不了哪去了，總算下來，未必便宜。

高轉速發動機熱量大，對散熱要求高，要是散熱不好就容易爆缸或縮短壽命，這就是為什麼高轉速發動機用鋁合金的原因之一，但它本身散熱要好於鑄鐵，總算下來說未必貴多少。所以，日系發動機多為鋁製的，也就不奇怪了。

日系發動機多為鋁製，並不是它技術不行，在我看來而是很行。如果為了節省成本，一般鋁製比鐵制反而更貴。省油自然是一個因素，因為相對要輕嘛，但它的綜合性能也很突出。日系廠家幾乎都是百年老廠，有著自己獨特的技術。它們有些發動機性能甚至比德系車還好，如大眾1.6L（NA）發動機，不管是2氣門的，還是4氣門的，無論最大功率，還是最大扭矩就趕不上日系1.6L的。有的車友說開日系車起步很輕盈，而有些德系車反而感覺很重，就是這個道理。三菱4B11T鋁製發動機在渦輪增壓方面，依然表現得很搶眼。日系在渦輪增壓技術方面是走在世界前列的，隨著日產騏達1.6T引入國內，相信會有更多基於鋁製的日系新發動機撲面而來。

大眾在成都上馬的發動機EA211系列也是鋁製的，如1.4L、1.6L、1.2TSI等。

5）抗爆性、散熱

鋁導熱快，所以冷卻性能好，可減少非正常燃燒的發生概率，同樣壓縮比，鋁缸體比鑄鐵缸體使用更低標號的汽油。

6）摩擦係數

現在的引擎，為了降低往複運動部件的慣性，提高轉速和響應速度，活塞大多使用鋁合金、鑄鐵等作為材料。如果氣缸壁也是鋁的。鋁和鋁之間的摩擦係數是比較大的，這樣引擎的性能就受很大影響。

全鋁發動機缸體不一定真是「全鋁」的。從以上第3點和第6點出發可找到答案。為克服這些缺點，鋁缸體通常也使用鑄鐵的或者鋼製的氣缸內襯。設想一下，EA888採用的82.5mm缸徑，汽缸中心間距只有88mm，如果再除去冷卻水通道和鑄鐵缸襯，那麼鋁製氣缸壁是不是太薄了呢？而且，EA888的CG 25灰鑄鐵，實際上是比通常的鑄鐵已經輕了很多，整個EA888缸體重量是33kg。而Audi 3.1L FSI V6的全鋁缸體也是同樣的重量。但是要知道，3.1L FSI是非常昂貴的引擎，因為它是真正全鋁，沒有鑄鐵或者鋼製缸襯的，它在氣缸內壁部分使用了硅鋁合金來克服前面說的缺點。這樣，它就比一般的鋁缸體要更輕。而這種工藝是非常昂貴的，你不可能指望EA888這種級別的發動機採用這個技術。而且，這種技術也難以耐受增壓后的工作環境，目前增壓的發動機，即便是鋁缸體，也必有缸襯，除非昂貴到Touareg V10TDI那台柴油機的程度（它是全鋁引擎，也沒有鑄鐵缸襯，汽缸內壁是採用一種金屬離子噴鍍工藝處理過的）。所以，如果EA888採用普通結構的鋁缸體，那麼節省的重量不會超過10公斤，而體積反而會更大。而EA888總重只有150公斤左右，所以這不超過10公斤的減重似乎意義不大。反過來，鑄鐵缸體帶給EA888的更高的增壓極限就更有實際意義了。

二、我們需要什麼樣的科技？

只要不被風撂倒，時速在60-90KM/H範圍內，一般的車處於最省油狀態，這是十幾萬車的所謂賣點，問題是誰沒有在120KM/H以上開過車(如超車、避讓等)？穩定和車速是一對矛盾，安全與車速、體重與安全、安全與經濟也是的。該輕就輕，不該輕就不能輕。有些車把該輕的和不該輕的都輕了，這就將矛盾對立的一面尖銳化了。同樣，重也是一個道理。

所以，鋁製與鐵制發動機各有千秋。鑄鐵也好，鋁製也罷，在合適的時間，合適的地點，用在合適的車子上才是好的科技。

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