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鑄鐵活塞與鋁合金活塞之間的區別，各用在哪些方面

: 問提問者：網友 | 2020-05-10

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缸體材料應具有足夠的強度、良好的澆鑄性和切削性，且價格要低，因此常用的缸體材料是鑄鐵、合金鑄鐵。但鋁合金的缸體使用越來越普遍，因為鋁合金缸體重量輕，導熱性良好，冷卻液的容量可減少。啟動后，缸體很快達到工作溫度，并且和鋁活塞熱膨脹系數完全一樣，受熱后間隙變化小，可減少沖擊噪聲和機油消耗。而且和鋁合金缸蓋熱膨脹相同，工作可減少冷熱沖擊所產生的熱應力。: 回答者：網友

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"兩室之間的氣密性 / @* ?; b8 g! ?9 N! Rbbs.5imx.com;F%q+N#O%e1a1c5h8M;c1T5}/}6B"}2|9t ) [9 D; Y; l4 B# d9 I我愛模型玩家論壇如果活塞和汽缸之間的配合不良，就會出于多方面的原因造成發動機過熱。發動機過熱，就不會可靠運轉，也不可能達到其最大功率。一臺低溫運轉的四沖程發動機需要有生產廠家能獲得的活塞與汽缸的最佳配合。不僅配合要好，還要有足夠的燃料由于側吹而通過活塞對曲軸箱進行潤滑。也就是說，每套活塞和汽缸之間，包括二沖程發動機，都會稍有一點兒滲漏，但是如果滲漏過度，就會造成重大問題。物理學家告訴我們，當氣體快速地流過一個狹窄通道――就像活塞與汽缸之間――的時候，會由于摩擦而產生熱量。氣體流經不良配合時產生的熱量，比配合優良的發動機所產生的熱量要大得多。最終進入曲軸箱的高溫廢氣，向外提供了多余的熱量。除了由于廢氣流動所產生的熱量以外，活塞和汽缸之間的機械摩擦也會產生熱量。氣密處要幾乎沒有滲漏和摩擦，才能讓發動機低溫運轉。但是很多剛拿到手的發動機氣密性很差，摩擦阻力也很大。后面我們會解釋如何利用所謂的磨合過程來改善這一切。本節余下的內容就來介紹各種活塞和汽缸類型。而這當中的每一款都很適合初學者使用。bbs.5imx.com4j8L:S&]/X;s ! P4 @( @8 B# }9 D'^3R2p,[2H+U " z0 _$ V2 U: m8 I& r6 \2 \0 O 一種氣密方法是采用鑄鐵制作的活塞精密配合在鋼制汽缸套內，或者將二者反過來。采用不同金屬材料，諸如這里使用的鑄鐵和鋼，可以使零件相互之間滑動時磨損較小，并能減小相互之間的摩擦。這兩種金屬材料在發動機正常運行時膨脹系數接近。因此，當發動機溫度上升時，它們之間的氣密性幾乎不受影響。汽缸的直徑由精細的研磨砂研磨到精確的尺寸。發動機生產廠家采用的是研磨工藝――采用一種精細的研磨膏來對金屬件進行磨削的工藝――以確保活塞的尺寸精確。因此，我們有時會把這種活塞和汽缸采用研磨工藝生產出來的發動機稱為研磨工藝發動機。航模愛好者對于不同的活塞和汽缸組合都有不同的縮寫簡稱。但是我沒見過大家給這種鑄鐵和鋼的組合起過什么名字，我們姑且稱之為CIS（CI-Cast Iron鑄鐵, S-Steel鋼）吧。照片(66)顯示的就是CIS發動機的活塞和汽缸套。長時間的磨合，可以把CIS的活塞和汽缸套磨得極為光潔，產生近乎完美的配合。一旦磨合好了以后，CIS發動機可以運轉無數小時而毫無問題。照片(2)中的我那臺已有四十多年歷史的Fox 35發動機，至今已經運轉了不知多少小時了，表現卻是越來越好。當然，發動機有那么長的壽命并不常見。但是大多數發動機都不是因磨損而亡，而是不幸死于炸機。. I: U* _8 \/ B- m, X $B6]0c$Y!^7u 0 S" ]/ [. f# i( S, P- ^; Wbbs.5imx.com3E;v#E0r8l&i4t#x CIS發動機中的鑄鐵活塞較重，會產生振動，并在上死點和下死點改變運動方向的時候吸收能量。采用較輕的鋁制活塞的研磨工藝發動機可以減輕這些問題，但是鋁制活塞需要一個在升溫后與活塞膨脹相同的汽缸。這樣，活塞和汽缸才能在任何運行溫度下，都能使發動機的兩個室之間氣密良好。Super Tigre在1968年左右推出了用于制造活塞和汽缸的新材料。他們的工程師選擇了一種高硅鋁合金來制造活塞，這種材料非常耐磨，而且在升溫后膨脹程度只比某些黃銅合金略小一點兒。Super Tigre采用表面鍍鉻的黃銅制造汽缸套，并稱這種組合為ABC（A-Aluminum鋁，B-Brass黃銅，C-Chrome鉻）。現在，大多數發動機廠家都生產ABC發動機。也可以采用鋁來制造汽缸。但是鋁和鋁之間摩擦時，磨損較快，摩擦力也較大。因此，活塞或汽缸的表面就要鍍鉻。可以像Saito（齊藤）的50發動機那樣，汽缸是個整體，都用鋁制造(67)。而有些發動機則有一個汽缸套，就像(66)和(68)中顯示的那樣。當然，照片中的零件是鋼的，而不是鋁的。我們常把這種發動機簡稱為AAC（A-Aluminum鋁A-Aluminum鋁C-Chrome鉻），亦即鋁制活塞、鋁制汽缸或汽缸套，加上表面鍍鉻。由于AAC和ABC發動機的活塞和汽缸兩個零件的膨脹率接近，高溫不會抱死，所以這兩種發動機在運行過熱后比較不容易損壞。實際上，在過熱后，銅制汽缸比鋁制活塞膨脹量還要大一些呢。由于這些金屬較軟，不能像鋼那樣承力，因此在拆裝AAC和ABC發動機的時候務必要小心。OS為他們生產的銅制汽缸套內外鍍無光澤的鎳，但是他們還把這種組合稱為ABC，而不叫什么ABN（N-Nickel鎳）。我曾經修過一臺汽缸損壞的OS發動機，損壞的原因就是使用者沒有意識到零件實際上是由很軟的銅制成的，結果在拆裝的時候把上面弄出了一道溝。3 _% [0 l: C+ s* _5 f/ N 9[8X5z)V*e,e$F#r7t1g)^1r'~&b8c$i8S+J # {' p8 F* _1 ]+ d) C 早期的航模發動機采用鋼制的汽缸和鋁制的活塞，但是利用鋼或鑄鐵制成的活塞環(68)來保持燃燒室和曲軸箱室之間的氣密性。我們把這種發動機稱為活塞環發動機。這種組合效果很好，直到現在還在普遍使用。由于升溫時，鋁要比鋼膨脹得多一些，因此，鋁制活塞一定要比鋼制汽缸小一點兒。活塞環對兩個室進行密封的方法是這樣的：燃燒后的氣體會將活塞環向下壓，環的下表面和活塞接觸，形成了曲軸箱室和燃燒室之間密封工作的一部分。露在外面的環頂使氣流吹入活塞環和活塞之間的垂直窄隙。氣體就會迫使活塞環向外擴張，抵住汽缸壁，最終將其徹底密封起來。活塞環發動機比較容易磨合。和其它更新的設計相比，也更能承受使用不當的問題。但是這種發動機不能過熱，原因是過熱后活塞環會變形。活塞環發動機的汽缸膛有時會鍍鉻，以延長活塞環和汽缸的壽命。bbs.5imx.com6 u n7 L) T' o .K2B2[0i)U,V&\bbs.5imx.com . c* `+ N, c6 i- Q, \6 i5 h"X3G.g6J"R#l/l&v 航模發動機的活塞環有兩種。一種如(68)所示的傳統活塞環。另一種稱為Dykes環，我們也拍攝了照片(69)。Dykes環的截面為“L”形，而傳統活塞環的截面則是矩形的。Dykes環減小了向外的張力。一般情況下，它比傳統的活塞環密封要好，摩擦力也較小。如果發動機轉速很高，當活塞環運動到上死點時，它會有繼續向上運動的趨勢。這樣，密封就不能保持了。而Dykes環由于其重量較輕，因而就相應地改善了這種情況。有一些用于競賽的手工制造的發動機，采用了鋁制的活塞、鍍鉻的黃銅汽缸，并采用Dykes活塞環。其生產廠家稱這種組合為ABCD（A-Aluminum鋁，B-Brass黃銅，C-Chrome鉻，D-Dykes）。例如，Webra 32(70)采用的就是ABCD活塞和活塞環。": 回答者：網友

首先，鋁活塞材質輕，使用鋁活塞能有效降低整個總成重量。其次，鑄鋁活塞多采用陽極氧化的表面處理，耐腐蝕性能好。: 回答者：網友

鋁的優勢：當前，汽油發動機的缸體分鑄鐵和鑄鋁兩種。在柴油發動機中，鑄鐵缸體占絕大部分。近年來，隨著汽車工業快速發展，轎車迅速進入普通百姓的生活，同時，車輛的節油性能逐漸受到重視。減輕發動機的重量，可以省油。采用鑄鋁缸體，可以減輕發動機的重量。從使用來看，鑄鋁缸體的優勢就是重量輕，通過減輕重量實現省油。在同等排量的發動機中，使用鋁缸體發動機，能減輕20公斤左右的重量。汽車的自身重量每減少10％，燃油的消耗可降低6％～8％。據最新資料，國外汽車自身重量與過去相比減輕了20％～26％。例如，福克斯采用了全鋁合金的材質，減輕了車身重量同時，還增強了發動機的散熱效果，提高了發動機工作效率，而且壽命也更長。從節油的角度看，鑄鋁發動機在節油方面的優勢頗受人們關注。鐵的優點：　鐵和鋁的物理性能不同。鑄鐵的缸體熱負荷能力更強，在發動機的升功率方面，鑄鐵的潛力更大。打個比方，一臺1.3升排量鑄鐵: 回答者：網友

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