想必铸铁缸体和全铝缸体这两个词大家都不会陌生

第一篇：想必铸铁缸体和全铝缸体这两个词大家都不会陌生

想必铸铁缸体和全铝缸体这两个词大家都不会陌生，不过这两个词的本质区别不仅仅是制造材料那么简单。制造发动机缸体时除了要考虑重量、成本等因素，最重要的还是要考虑到强度和耐用性，而缸体的这两个特性和使用什么材料制造并没有直接关系。

在判定铸铁缸体、全铝缸体哪个更先进之前，我们首先要了解一下发动机缸体的内部结构。早期汽车发动机很多都采用风冷式冷却方式，缸体就是一个带有体积很大散热片的铸件，保时捷911在996车系之前使用的都是这种缸体。

不过风冷式汽车发动机需要结构复杂的冷却生风系统，环境适应能力也较差，很快就被结构紧凑的水冷系统所取代。

水冷式发动机不仅需要水箱、冷却管路、水泵这些循环冷却液的装置，还需要在气缸壁与缸体外壳之间设计出冷却水道，为了实现冷却液的正常循环，就需要在缸体平面上设计出冷却水道的开口。

这些开口的排列方式和大小，可直接影响到活塞、连杆机构高速运转时对缸体所造成的冲击程度，所以根据冷却水道不同的设计，可分为开放式、半封闭式和封闭式冷却水道。

开放式冷却水道是全铝缸体最常见的设计，完全环绕着缸筒的冷却水道开口，使气缸壁和缸体外壳之间完全没有任何支撑结构，完全可以将缸筒“浸泡”在冷却液里，从外观上看呈现为“8”字形。这种设计的优点是冷却效率高、发动机重量轻，缺点自然就是缸体强度有所不足。

所以常用于自然吸气或低增压发动机，代表发动机有本田的大部分机型、丰田ZR、GR系列发动机、宝马的N46、52、54系列机型、保时捷自然吸气水平对置发动机、斯巴鲁EJ205涡轮增压发动机。

这种铝合金缸体设计并不属于新技术，铃木G、K系列和本田D系列发动机，在上世纪80年代就已经广泛使用了。大众1.4TSI为了适应双增压系统的要求改用了铸铁缸体，但也采用了开放式冷却水道设计。

半封闭式冷却水道可以说是强化版的开放式水道，可以使全铝缸体的强度得到一定的提高，这种设计通常出现在涡轮增压车型上，不过只有很少的发动机采用这种“亡羊补牢”的技术。

最具代表性的就是斯巴鲁的EJ207、EJ255 2.5升和三菱EVO X的4B11T涡轮增压发动机，不过仍无法承受1.0bar以上的增压值，在不做缸体强化的动力改装之后，缸体发生破裂的案例并不在少数。

封闭式冷却水道是铸铁缸体最常用的设计，仅是在缸体平面上设有面积很小的冷却水道开口，活塞、连杆机构运转时对缸体的冲击力可以得到均匀的吸收，在高增压状态下缸垫的密封性也更强。

由于铸铁材料自身强度较高，不仅强度更高、更耐用，提升动力的潜力也明显高于常见的全铝缸体，不过缺点是冷却效率有所不足，对冷却系统的性能要求较高。对于涡轮增压发动机而言，铸铁缸体的可靠性和耐用性还是比较理想的，所以奥迪AXX、大众EA113、EA888系列四缸涡轮增压发动机，一直采用的是封闭式水道铸铁缸体。

为了减轻发动机自重、提高冷却效率，同时保证足够的缸体强度，采用封闭式冷却水道设计的全铝缸体发动机诞生，阿斯顿-马丁、法拉利、兰博基尼在上世纪60年代就已经广泛采用这一技术。

而对于超跑以外的量产车，采用封闭式冷却水道全铝缸体的发动机并不多，宝马也只是在X5M、X6M、全新M5、760Li等高端车型上配备的，S63B44和N74B60发动机的镁合金缸体上使用了封闭式水道设计。奥迪则在RS4、6、8、R8、Gallardo车型中使用的V8、V10发动机上，采用了封闭式水道硅铝镁合金缸体，但主轴承座仍采用传统的铸铁材料。

奔驰也只在SLS、SLR少数超跑上采用了封闭式水道铝合金缸体设计。日产GT-R（R35）装备的VR38DETT，雷克萨斯LF-A装备的1LR-GUE发动机，也采用了类似的缸体设计。

让人出乎意料的是，福特和马自达开发的L系列和GTDI Ecoboost涡轮增压发动机，都使用了封闭式冷却水道的全铝缸体，在缸体强度上具备一定优势，在同等价位车型中还是非常罕见的。

所以说缸体材料、结构、工艺，并不能直接反映出发动机的实际性能，更和汽车的品牌、价位没有必然的联系，厂家采用什么材料、结构、工艺完全取决于自身的技术、车型的用途、市场定位等因素。不过不管是铝镁合金还是硅铝合金缸体，虽然在重量、散热性能等方面具有明显优势，但后期的动力改装潜力仍然是很有限的。

所以在汽车改装市场上，很早就推出了针对于各类铝合金缸体的改装方法和强化套件。其中最简单的就是用于开放式水道缸体的强化水道垫圈，这种看似很像“糖葫芦”形状的铝合金垫圈，可直接嵌在水道开口之上，垫圈上的小孔可使冷却液正常循环。不过这只是很初级的改装方法，可靠性并不是很高。

为了达到最理想的强度，通常都会对铝合金缸体进行彻底的改装。首先要使用高精密度CNC铣床将原厂的缸体彻底切除，并将缸体加工成所需的形状，然后装入铸铁材料加工而成的强化缸套，即可使开放式和半封闭式水道变为，强度大增的封闭式水道铸铁缸体。缸套四周预留出的冷却液循环孔，也比原厂封闭式水道设计的孔更小，缸垫也能更好的达到密封状态。

对于封闭式水道铝合金缸体而言，也有用于强化缸体的专用缸套，首先需要将缸筒内径加大，然后把缸套装入扩大缸径的缸筒内即可。这种强化方法加工相对比较简单，仍使用原厂的冷却水道，不需对冷却系统进行太多强化。这种缸套通常也用于铝合金缸体发动机的大修，如果缸套发生磨损，只要换上新的缸套即可，同时也可以相应加大排气量，这也是一种传统的发动机改装技术。