发布于 10-24 23:09:32
汽车发动机的材质是什么？有人说这还不简单嘛，铸铁和铝合金呗！铝合金发动机技术更先进，散热好，重量轻，更高级；铸铁发动机散热差，重量大，是落后技术的代表，现在还使用铸铁发动机就是节约成本，偷工减料，等等。
那么事实是这样的吗？这些年，国人是彻底被一些车企给洗了脑，认为铝合金发动机就是所有零部件都是铝合金打造的，铸铁发动机就是所有零部件都是铸铁打造的，所以二者质量差异巨大。
但事实上根本就不是那么回事。发动机是由两大机构、五大系统组成的，所谓的铸铁发动机和铝合金发动机，仅仅是指发动机缸体的材质而已，至于其它零部件的材质，基本都是相同的。也就是说，铝合金发动机上也有很多铁制零部件，铸铁发动机上也有很多铝合金零部件。为了详细的说明汽车发动机的材质，我们不妨把发动机分解开来，详细的说一说每一个零部件的材质。
1、气缸体：气缸体是发动机最基础的零部件，其它的各种零部件都直接或者间接安装在它的上面。
气缸体的材质分为两种，一种是铸铁的，一般使用灰铸铁铸造，现在的发动机为了增强气缸体 强度和耐磨性，还采用了含镍、铬、钼、磷等元素的优质灰铸铁。而一些高强化的柴油机会使用更高级的球墨铸铁或蠕墨铸铁铸造。铸铁气缸体的强度、刚度、耐磨性以及吸收振动的能力都是非常优秀的，最大的缺点就是重量大。
而现在小型车上使用的汽油发动机，更多的采用铝合金气缸体，或者是铝镁合金气缸体。它们使用铝合金或者铝镁合金铸造而成，最大的优点就是重量轻、散热好，但是气缸体的强度、刚度、耐磨性以及吸收振动的能力却不如铸铁气缸体。所以，那些整天吹嘘铝合金发动机更优秀的网络喷子可以休矣。
2、气缸盖：气缸盖与气缸体的工作条件及结构复杂性有许多共同之处，所以二者一般使用同样的材质铸造，也是灰铸铁或者合金铸铁。有些汽油机为了提高散热性能及减轻发动机重量，会使用铝合金来铸造气缸盖。但是铝合金强度低，使用中易变形，只能应用在汽油机上，柴油机还是使用强度更高的铸铁铸造。
3、气缸套：气缸套是镶嵌在气缸体上的，活塞与活塞环在其中上下运动，所以它必须非常耐磨。因此，它一般都采用耐磨性好的高级铸铁制造，比如珠光体铸铁、合金铸铁、高磷铸铁、含硼铸铁等。需要注意的是：不论是铸铁发动机还是铝合金发动机，气缸套都是铸铁铸造的，铝合金发动机也必须镶嵌一个铸铁的气缸套。现在有一种更先进的技术，就是在铝合金气缸体上直接使用金属喷涂技术，喷涂一层致密耐磨的铁质涂层，然后再使用激光淬火，增强硬度和耐磨性，这样可以大大减轻发动机的重量和体积。不过这样的发动机是不能维修的，如果出现了爆缸的故障，只能直接更换发动机了。
4、活塞：不论是铸铁发动机还是铝合金发动机，它们使用的活塞基本都是铝合金铸造的。使用较为广泛的是硅铝合金，它有较小的膨胀系数和密度，耐磨性也不错。少数负荷较大的柴油机使用了高温强度和导热性较好的铜镍镁铝合金活塞。现在也有部分柴油机使用铸铁活塞，它是性能极为优异，耐热性好，与气缸体膨胀系数一致，可以减小装配间隙。在早期的锡柴6DL-2柴油机上就使用了铸铁活塞，发动机运行的极为平稳。
5、活塞环：活塞环直接与气缸壁接触，并且高速上下运动，所以要求它有较好的耐磨性。一般活塞环都使用优质灰铸铁、合金铸铁或者球墨铸铁铸造，并且在摩擦表面做多孔镀铬或者喷钼处理，以增强耐磨性以及润滑性能。
6、活塞销：活塞销是连接活塞与连杆的，它在工作过程中要承受很大的连续冲击载荷，因此对它的 强度和耐磨性要求都是非常高的。一般采用低碳钢或者低碳合金钢锻造而成，比如20Cr、20MnV等。表面要做渗碳或者氰化处理，这样就可以获得较高的表面硬度，耐磨性好，强度高，同时又有较软的芯部，耐冲击性能较好。
7、连杆：连杆是连接活塞与曲轴的，把活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动，并把活塞受到的力传递给曲轴。它在工作中要承受交变的弯曲载荷。一般采用40Cr等中碳合金钢锻造而成，并进行表面喷丸处理，以提高耐疲劳强度。
8、曲轴：曲轴是发动机最重要的机件之一，它是发动机动力输出元件，在工作时承受周期变化的气体压力、往复惯性力和离心力等，工况极为复杂，因此对它的材质要求也是极高的。曲轴一般采用优质中碳钢或者中碳合金钢锻造，大型柴油机一般是由球墨铸铁铸造，表面再经喷丸强化、淬火处理。还有些曲轴表面要做氮化处理，以提高耐疲劳强度。
9、凸轮轴：凸轮轴是配气机构中最主要的零部件之一，它的工作条件与曲轴类似，一般使用优质碳素结构钢或者合金结构钢锻造而成，在凸轮表面在进行高频淬火或者渗碳淬火处理，以提高耐磨性和表面硬度。现在也有些车型使用合金铸铁或者球墨铸铁铸造凸轮轴。
10、气门：气门是发动机配气机构中的零部件，用来控制空气进入气缸，并将燃烧后的废气排出发动机。它最大的特点就是要承受燃烧高温，因此气门一般都采用耐热钢来制造，比如硅铬钢、硅铬钼钢、硅铬锰钢等。有些气门表面还会堆焊或者等离子喷涂一层钨钴合金，以提高耐蚀性和耐高温性能。此外，为了增强散热，有些气门内部还装有金属钠，钠受热熔化后在内部流动，将气门头部的热量带给气门杆部并散发出去。
11、气门座圈：气门座圈与气门配合工作，它是镶嵌在气缸盖上面的。它的工作条件与气门类似，一般采用与气门同样的 材质制作，比如耐热合金钢或者合金铸铁等。
12、气门弹簧：气门弹簧的作用是使气门自动回位关闭，并保证气门与气门座的座合压力。此外，还要吸收气门在开闭过程中的惯性力。它一般采用优质冷拔弹簧钢丝卷制而成，并经过热处理，表面再进行抛光或喷丸处理。
13、气门室盖：气门室盖是用来密封气门室的，防止气门室机油飞溅。它一般采用薄钢板冲压而成，也有些车型使用铝合金气门室盖，它们的功能都是一样的，并没有高低之分。有些车型为了加强保温，会使用散热较差的塑料或者树脂材料来制造气门室盖。
14、油底壳：油底壳是安装在发动机最下面，用来盛放机油。它一般采用薄钢板冲压而成，也有些车型使用铝合金铸造，相对来说，铝合金铸造的油底壳散热性更好一些，但是耐冲击、耐撞能力较差，受到撞击就会破损，不像薄钢板油底壳，受到撞击可能只是变形，但不会破损漏油。
以上就是发动机中主要零部件的材质分布情况。其实发动机使用的材料不仅仅是这些，还有其它的各种橡胶件（如各种油封等）、合金件（比如各部位轴瓦、铜套等）等，发动机附属件上还有铜、锡、树脂、塑料等各种金属非金属材料。总之，发动机并非一种材料组成，而是由许许多多材料组合而成的。这些材料的质量，在很大程度上就决定了发动机质量的高低。我们经常说日系发动机质量好，很大程度上就是它们的材料工艺更好。
