在新能源車全面普及以前，還是以內(nèi)燃機(jī)車為主。而內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)可以在材料選擇和節(jié)能技術(shù)、提高效率、動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性等方面深挖洞。
在發(fā)動(dòng)機(jī)材料方面，目前主要?dú)w結(jié)于缸體和缸蓋，而主要又歸結(jié)于缸體，因?yàn)楦咨w幾乎都是鋁制的，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(fā)動(dòng)機(jī)，孰優(yōu)孰劣?其實(shí)，大家糾結(jié)的不是缸蓋，而是缸體，缸體分成了所謂兩大系列，即鋁制和鐵制(鋼鐵)，當(dāng)然有些還不是全鋁，包括一些合金，如鋁鎂合金等等。車價(jià)在十幾萬元以下的鋁制發(fā)動(dòng)機(jī)，鋁制缸體仍然有一部分使用鑄鐵材料，特別是氣缸，因?yàn)殍F比鋁耐磨。
為了敘述方便，以下簡(jiǎn)稱鋁制和鐵制材料。
一、鋁制和鐵制的特點(diǎn)比較
1)重量
鋁的比重比鐵要輕，滿足強(qiáng)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鋁制發(fā)動(dòng)機(jī)，重量比第9代4G63鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)輕了12公斤。
三菱LACER EVO X上裝備的4B11T鋁制發(fā)動(dòng)機(jī)
發(fā)動(dòng)機(jī)輕，意味著整車重量也輕，減輕重量可省油。在同等排量發(fā)動(dòng)機(jī)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(zhì)量的鋁制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(shí)際上氣缸壁相當(dāng)薄。這樣，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)就很緊湊，體積小。鋁缸體反而難以達(dá)到這樣的效果。
3)耐腐蝕性和強(qiáng)度
鋁耐腐蝕性不及鑄鐵缸體，尤其對(duì)溫度壓強(qiáng)都更高的增壓引擎更是如此。而且前邊提到的關(guān)于體積的結(jié)論，反過來說支撐了這一看法：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)體積要求比較小時(shí)，使用鋁缸體通常難以達(dá)到鑄鐵缸體的強(qiáng)度。所以高增壓的引擎很多都采用鑄鐵缸體，比如10代前EVO的4G63，始終都是鑄鐵缸體。
三菱著名4G63發(fā)動(dòng)機(jī)，雖然體重較大，散熱性能不好，但其優(yōu)越的耐高溫、耐高壓特性，使2.0T的EVO渦輪增壓爆發(fā)出很大的功率和扭矩出來，而且對(duì)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(diào)到了360馬力，甚至有的改裝至500、600馬力，扭矩超過500NM。憑借強(qiáng)勁的心臟，EVO創(chuàng)造了輝煌的傳奇歷史，成為車迷心中難以割舍的情愫。10代EVO采用4B11T鋁制發(fā)動(dòng)機(jī)，雖然數(shù)據(jù)和效果也很好，但因發(fā)動(dòng)機(jī)選材的不同，因此改裝潛力大不如以前了。
三菱的一代名機(jī)紅頭4G63
同理，大眾高爾夫(報(bào)價(jià) 參數(shù) 圖片 論壇)R和尚酷R也是用EA113鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)，也是基于鑄鐵耐高溫、耐高壓比鋁強(qiáng)的重要主要原因，而不是因?yàn)榧夹g(shù)落后和省錢。
GOLF R上使用的代號(hào)為EA113的發(fā)動(dòng)機(jī)
再同理，國(guó)產(chǎn)奧迪2011款Q5用的也是鐵制缸體EA888發(fā)動(dòng)機(jī)。鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)更有利于在保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)安全前提下的爆發(fā)最大功率155KW和350牛米最大扭矩出來。
總之，鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)的改裝極限之高也是基于耐高溫、耐高壓的性能。而鋁制改裝不太容易做到。這一點(diǎn)上鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)占優(yōu)。但這不是說，鋁制發(fā)動(dòng)機(jī)就不能在功率和扭矩做得更大，如大眾輝騰(報(bào)價(jià) 參數(shù) 圖片 論壇)W12、奧迪A8(報(bào)價(jià) 參數(shù) 圖片 論壇)、奔馳AMG(報(bào)價(jià) 參數(shù) 圖片 論壇)、寶馬7系(報(bào)價(jià) 參數(shù) 圖片 論壇)(其實(shí)，它全系都是鋁制的)等等都是鋁制(包括合金)。所以，在鋁制基礎(chǔ)上增加一些金屬(如鎂等)，發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能要比鐵制要好。這是一種不可回避的趨勢(shì)。
4)經(jīng)濟(jì)性
一般而言，鋁制比鐵制缸體貴。但是也不盡然。如果從散熱性而配置的系統(tǒng)來看，鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱性能比全鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)要差很多，它就需要額外的代價(jià)。
為什么大眾2、4氣門低速發(fā)動(dòng)機(jī)采用鑄鐵缸體?因?yàn)樗D(zhuǎn)速低、熱量少，對(duì)高速發(fā)動(dòng)機(jī)來說，散熱是個(gè)問題。但是轉(zhuǎn)速低是相對(duì)的，它也要散熱，為其配備散熱系統(tǒng)，所以大眾也要配水冷、風(fēng)冷等系統(tǒng)，盡管鋁制發(fā)動(dòng)機(jī)也配這個(gè)系統(tǒng)，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(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)熱量大，對(duì)散熱要求高，要是散熱不好就容易爆缸或縮短壽命，這就是為什么高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)用鋁合金的原因之一，但它本身散熱要好于鑄鐵，總算下來說未必貴多少。所以，日系發(fā)動(dòng)機(jī)多為鋁制的，也就不奇怪了。
5)抗爆性、散熱
鋁導(dǎo)熱快，所以冷卻性能好，可減少非正常燃燒的發(fā)生概率，同樣壓縮比，鋁缸體比鑄鐵缸體使用更低標(biāo)號(hào)的汽油。
6)摩擦系數(shù)
現(xiàn)在的引擎，為了降低往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件的慣性，提高轉(zhuǎn)速和響應(yīng)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。鋁和鋁之間的摩擦系數(shù)是比較大的，這樣引擎的性能就受很大影響。
全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)缸體不一定真是“全鋁”的。從以上第3點(diǎn)和第6點(diǎn)出發(fā)可找到答案。為克服這些缺點(diǎn)，鋁缸體通常也使用鑄鐵的或者鋼制的氣缸內(nèi)襯。設(shè)想一下，EA888采用的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，那么鋁制氣缸壁是不是太薄了呢?而且，EA888的CG 25灰鑄鐵，實(shí)際上是比通常的鑄鐵已經(jīng)輕了很多，整個(gè)EA888缸體重量是33kg。而Audi 3.2L FSI V6的全鋁缸體也是同樣的重量。但是要知道，3.2L FSI是非常昂貴的引擎，因?yàn)樗钦嬲X，沒有鑄鐵或者鋼制缸襯的，它在氣缸內(nèi)壁部分使用了硅鋁合金來克服前面說的缺點(diǎn)。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(jí)別的發(fā)動(dòng)機(jī)采用這個(gè)技術(shù)。而且，這種技術(shù)也難以耐受增壓后的工作環(huán)境，目前增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)，即便是鋁缸體，也必有缸襯，除非昂貴到Touareg V10TDI那臺(tái)柴油機(jī)的程度(它是全鋁引擎，也沒有鑄鐵缸襯，汽缸內(nèi)壁是采用一種金屬離子噴鍍工藝處理過的)。所以，如果EA888采用普通結(jié)構(gòu)的鋁缸體，那么節(jié)省的重量不會(huì)超過10公斤，而體積反而會(huì)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(shí)際意義了。
奧迪的W12發(fā)動(dòng)機(jī)
二、輕一定是科技嗎?
只要不被風(fēng)撂倒，時(shí)速在60-90KM/H范圍內(nèi)，一般的車處于最省油狀態(tài)，這是十幾萬車的所謂賣點(diǎn)，問題是誰沒有在120KM/H以上開過車(如超車、避讓等)?穩(wěn)定和車速是一對(duì)矛盾，安全與車速、體重與安全、安全與經(jīng)濟(jì)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(duì)立的一面尖銳化了。
歐美車普遍都重，但這不等于說重就一定是科技。輕又安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)，才是科技，否則，是巫術(shù)。
既對(duì)立又統(tǒng)一的才是好的科技。
所以，鋁制與鐵制發(fā)動(dòng)機(jī)各有千秋。鑄鐵也好，鋁制也罷，在合適的時(shí)間，合適的地點(diǎn)，用在合適的車子上才是好的科技。
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