Motore in alluminio vs motore in ghisa

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Qual è il vantaggio che i motori in alluminio offrono rispetto al motore in ghisa oltre al fatto di ruggine e riduzione del peso.

Ai produttori piace vantarsi dei loro nuovissimi motori in alluminio, questo significa davvero qualcosa per il cliente?

Dovrei comprare un motore in ghisa leggermente più potente o il motore in alluminio meno potente?

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— Shobin P
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La mia Jaguar del 1996 aveva un blocco di alluminio. Non è una novità. Non sono sicuro che ci siano anche vantaggi in termini di peso, almeno non in quelli più vecchi. I blocchi di acciaio avevano una maggiore resistenza per il volume di materiale utilizzato. Oggi il design dei materiali è probabilmente molto migliore, quindi possono prendere peso senza battere la forza. Immagino che la domanda sia il rapporto peso / potenza. Se la tua auto con motore in ferro è il 10% più potente ma il 20% più pesante non hai guadagnato nulla.

— TafT

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Se il motore aumenta del 10% la potenza, ma è più pesante del 20%, VINCI in un'auto normale perché l'auto potrebbe aumentare del 5% in più e quindi avrà un tempo da zero a 100K più veloce.

— Autistico,

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@Autistic l'auto con il motore più leggero può essere più agile, maneggiare meglio e avere una migliore distribuzione del peso, quindi potrebbe effettivamente essere più veloce attraverso le curve che può significare, su alcune strade, i tempi da punto a punto sono più veloci. I vecchi motori Twin Spark di Alfa Romeo utilizzavano blocchi di lega. Ciò significava che usavano più petrolio in quanto si flettevano in condizioni di intenso utilizzo, ma il modo in cui quelle macchine gestite era nitidissimo.

— Steve Matthews,

@TafT: Hai ragione sul fatto che non è una novità, l' Imp Hillman del 1963 aveva un motore in alluminio.

— RedGrittyBrick,

@Autistico se stavi facendo riferimento al mio commento con il 10%, sono stato attento a esprimerlo come "Se la tua macchina con motore in ferro è il 10% più potente ma il 20% più pesante" in modo che stavo parlando del peso e della potenza dell'intera macchina non solo il motore. Scusami se non era abbastanza chiaro. Come altri hanno sottolineato dove viene modificato anche il peso, la guida delle auto non è sempre così semplice come più pesante significa accelerazione più lenta o maggiore aderenza anche senza alcun cambiamento di potenza.

— TafT

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Hai già dichiarato il motivo principale per i blocchi di alluminio che è la riduzione del peso. È lo stesso ragionamento che ha portato Ford a produrre i propri camion della Serie F con un corpo in alluminio: la riduzione del peso equivale a un migliore risparmio di carburante. La maggior parte dei produttori oggi utilizza l'alluminio in vari punti per ridurre il peso complessivo del veicolo. Per quanto riguarda la ruggine, questo di solito non è un problema per i blocchi di ghisa in quanto la sua vita è trascorsa sotto copertura. Solo quando viene lasciato seduto negli elementi subisce questo destino.

Dato che stai riducendo il peso nella parte anteriore del veicolo, nella maggior parte dei casi può fornire anche una migliore distorsione del peso. Per quei veicoli che si occupano di centrare il peso del veicolo (es. Corvette), togliere 110 libbre dalla parte anteriore dell'auto (quando si spostarono sul motore LS1 e le varianti) aiutò molto in questa transizione (spostando la trasmissione verso anche la parte posteriore dell'auto ha aiutato). Questo può fornire un migliore atteggiamento in curva e aiutare con manierismi sopra / sotto la guida.

Ci sono tre vantaggi principali (che mi viene in mente) per un blocco di ghisa rispetto a uno di alluminio:

Stabilità dimensionale: durante il processo di riscaldamento l'alluminio cresce più del ferro. Ulteriori precauzioni devono pertanto essere integrate in blocchi di alluminio in modo da contrastare questa condizione e prevenire problemi.
No camicie dei cilindri: Se mai desidera ricostruire un blocco di alluminio in cui le canne dei cilindri sono toast, essi devono essere sostituiti. Questo è un grande costo di lavorazione rispetto al fatto di dover semplicemente forare i cilindri in un blocco di ghisa.
Costo: la ghisa è utilizzata nell'industria da molti anni ed è abbastanza facile da produrre. L'alluminio, invece, costa molto di più per raffinare il minerale di bauxite. Solo nei materiali, il costo è maggiore. Quindi guarda il costo per le canne dei cilindri e i processi di fusione speciali che devono essere impiegati per ottenere il blocco di alluminio corretto e il costo aumenta ancora. C'è qualche compromesso, tuttavia, nel processo di riscaldamento (non ci vuole tanta energia per fondere l'alluminio v. Ghisa), e l'alluminio è più facile da lavorare (meno usura sulla macchina utensile / infissi v. Ghisa) .

Non sono sicuro del motivo per cui pensi che un determinato blocco di ghisa sarà più potente di qualsiasi altro blocco di alluminio? Tutto dipende dal motore che stai guardando e da ciò che il produttore ha fatto nel regno delle prestazioni. Se stai solo cercando di confrontare i due, questa è una decisione che dovrai prendere da solo.

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
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Bello scrivere come al solito, non sto dicendo che la ghisa è più potente, data la scelta tra i due motori per un modello particolare, ad esempio un'auto ha un motore in ghisa da 1 litro che produce 70 CV l'altro è un alluminio pieno che produce 64 CV , quale sarebbe la scelta migliore? considerando entrambi costano lo stesso per il consumatore?

— Shobin P,

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@Anarach - Non so che io, né nessuno, possiamo rispondere alla domanda tranne te. Guarda gli altri fattori coinvolti con i motori, come il chilometraggio del carburante. Scopri cosa significa di più per te. È quella, o il peso, la prestazione? I blocchi di ghisa durano generalmente più a lungo dell'alluminio, ma ciò dipende anche da chi costruisce il motore. È davvero uno schifo.

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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Un altro vantaggio della ghisa è che è più facile da progettare. Quando lavoravo per un fornitore di autoveicoli, ogni anno arrivavano alcuni blocchi di ghisa per semplice "abbiamo rovinato qualcosa?" test e un mucchio di blocchi di alluminio per "cosa è andato storto questa volta?" test.

— Segna il

Una cosa che aggiungerei, i blocchi di alluminio possono torcersi in caso di uso intenso, il che può portare a un maggiore consumo di olio rispetto a un blocco in ghisa equivalente. La vecchia Alfa Romeo 155 2.0 Twinspark di mio padre era nota per usare fino a mezzo litro di olio in un solo viaggio di 50 miglia MOLTO entusiasta, mentre la mia Lancia Dedra 2.0 SE (stessa auto di base ma con un motore Fiat / Lancia Twincam) non soffriva di ovunque vicino a questo livello di consumo di petrolio.

— Steve Matthews,

@SteveMatthews - Penso che questo avrebbe più a che fare con il design che con la flessione. L'alluminio è piuttosto rigido. Così rigido, in effetti, diventa più facile aumentare la tensione rispetto alla ghisa. Non sto dicendo il tuo torto, sto solo dicendo che qui potrebbe esserci molto di più di ciò di cui è fatto il blocco.

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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In termini di proprietà del materiale, una fusione di alluminio tenderà ad essere più leggera per una resistenza equivalente e dovrebbe essere più facile da raffreddare.

Molti degli svantaggi dell'alluminio derivano da problemi di produzione. Le fusioni di alluminio sono potenzialmente soggette a difetti e sebbene l'alluminio sia morbido, non è facile da lavorare come la ghisa, soprattutto per i tipi di tolleranze richieste per un motore. Allo stesso modo la sua morbidezza significa che qualsiasi superficie portante deve essere formata con inserti (i rivestimenti del cilindro sono già stati menzionati in un'altra risposta) anziché semplicemente ricavati dal pezzo fuso. Per lo stesso motivo, le superfici di accoppiamento come le testate e le connessioni dei collettori sono più soggette a danni durante il montaggio e la manutenzione e lo stesso si applica ai filetti che sono inclini a spellatura e grippaggio.

In confronto, la ghisa ha la proprietà particolare di poter creare superfici indurite in una fusione inserendo piastre di raffreddamento nello stampo per creare superfici portanti resistenti all'usura. La ghisa ha anche un'eccellente stabilità dimensionale e buone proprietà di assorbimento delle vibrazioni.

Sebbene pensiamo che l'alluminio sia "antiruggine", la corrosione può effettivamente rappresentare un grosso problema nei blocchi di alluminio. Uno dei motivi è che il contatto tra alluminio e acciaio può causare corrosione galvanica, il che è un problema particolare quando si hanno elementi come rivestimenti di cilindri e prigionieri che devono essere realizzati in acciaio.

— Chris Johns
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Da un punto di vista pratico,

La mia 04 VW GTI ha un blocco di alluminio e un turbo, e una cosa da tenere a mente un alluminio è più morbida della ghisa ed è più facile da spogliare o cicatrizzare. Ho esperienza di prima mano che striscia i fori dei perni che vanno nel turbo al tubo obliquo. Volte che desideravi fosse in ghisa. Immagino anche che sarebbe più suscettibile ai problemi di compressione a causa della rottura più veloce della ghisa.

Solo i miei punti da sotto il cofano.

Inoltre, il peso extra davanti al veicolo che si sente nel New England è probabilmente un vantaggio in quanto dovrebbe aiutare con la trazione su strada in condizioni sdrucciolevoli.

— Devin Gleason Lambert
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In realtà la tua GTI aveva un blocco di ghisa grigia. La testa dove si attacca il turbo / collettore è AL.

— draksia,

Oh caspita, ho sempre pensato che fosse in alluminio. Comunque credo ancora che la mia risposta sia ancora valida.

— Devin Gleason Lambert,

In condizioni scivolose si desidera più peso sulle ruote posteriori, non sulla ruota anteriore (dove solitamente si trova il motore).

— Dmitry Grigoryev,

Se si tratta di un veicolo a trazione posteriore, sì. se è un veicolo a trazione anteriore, metti il peso in avanti. Ecco perché i camion con 2wd metterebbero sacchi di sabbia nella parte posteriore per aiutare con la trazione in inverno.

— Devin Gleason Lambert,

Stai parlando di camion senza addominali?

— Dan Z,

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Esiste anche ferro di grafite compattato, i veicoli utilizzano questa nuova alternativa dal 2004. Permette alle molecole di formare una matrice più densa al momento del raffreddamento, che offre i vantaggi del ferro (molto più duraturo) e i benefici dell'alluminio (molto accendino.)

— Jerome Wiley Segovia
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Benvenuto in Mechanics.SE! Mentre sono d'accordo con la tua valutazione, non sono sicuro di come questo risponda effettivamente alla domanda di alluminio e ghisa?

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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Aiuta a fornire un contesto e forse a informare il poster che ci sono ulteriori informazioni che potrebbero non avere avuto quando ponevano la loro domanda originale. Come chiedere informazioni sulla scissione democratica - repubblicana al Senato. E poi qualcuno pubblica, dicendo "beh, potresti non averlo saputo, ma in realtà ci sono due senatori che sono registrati come indipendenti".

— Jerome Wiley Segovia,

Capisco da dove vieni. Ricorda, tuttavia, Stack Exchange riguarda la risposta alla domanda del PO. Dal momento che l'OP non chiede alternative all'alluminio o alla ghisa, la tua risposta non ha un posto qui ... non è pertinente alla catena di risposte. Ti prego di rendermi conto che non ti stanco per la tua risposta, sto solo cercando di aiutarti a capire come funziona Stack Exchange. Consulta il Centro assistenza per ulteriori informazioni sulla risposta alle domande.

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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I motori in alluminio hanno anche un migliore trasferimento di calore, che può ridurre i punti caldi del motore e la tendenza a bussare.

Quando il limite di potenza è il battito del motore, come spesso accade, i motori in alluminio con le stesse specifiche / dimensioni sarebbero più resistenti ai colpi e tenderebbero a essere più potenti. Ad esempio, con una maggiore resistenza ai colpi, una cosa comunemente fatta è aumentare l'avanzamento di compressione / boost / accensione per aumentare la potenza del motore.

Se tutte le impostazioni del motore rimangono invariate, ad esempio quando la messa a punto del motore non viene regolata per la modifica dei materiali, è probabile che la ghisa produca una piccola quantità di potenza in più. Ciò accade perché la camera di combustione in ghisa ruba meno calore durante l'evento di combustione e più calore verrebbe conservato per il lavoro effettivo.

Un blocco motore in ghisa più forte sarebbe un vantaggio in alcune circostanze speciali in cui il motore è limitato dalla forza della parte anziché dai colpi, come un motore a metanolo a induzione forzata a bassa compressione con grandi quantità di spinta e nitro.

— Netduke
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Puoi qualificare meglio il tuo secondo paragrafo? Sembra che tu stia dicendo che un blocco di alluminio è in grado di produrre più energia di un blocco di ferro?

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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Direi che questo è piuttosto impreciso, le testate AL riducono sicuramente la probabilità di un punto caldo rispetto alla ghisa ma nel blocco questo non dovrebbe davvero fare alcuna differenza, quasi tutto il blocco è coperto dal pistone quando arriva a la parte calda. Anche AL per la maggior parte ha fodere in ghisa.

— Draksia,

Naturalmente la miscelazione dei componenti del motore in alluminio e ghisa avrebbe risultati diversi. Non sto confrontando solo il blocco motore o i singoli componenti qui ... per motore in alluminio intendo testa e blocco in alluminio, e per motore in ghisa presumo che significhi teste e blocco in ferro.

— Netduke

@draksia: sembra che la maggior parte dei produttori tedeschi si stia muovendo verso motori senza rivestimento utilizzando Alusil . Non sono sicuro del motivo per cui più produttori non si stanno unendo a quella festa, sembra che sarebbe molto più semplice che premere le fodere.

— TMN,

Storicamente ci sono stati molti problemi con i rivestimenti in nikasil o alusil. In genere non sono nemmeno sostituibili.

— draksia,

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Come già accennato in precedenza: l'alluminio è più leggero (sg 2,5 invece di 7,8 kg / l) ha una migliore conducibilità termica, ma è più costoso da produrre, ma meno costoso da riciclare. La fusione di alluminio può essere riparata mediante saldatura, anche esempi di uscite di motori fusi e saldati. (Rover Metro amputava i motori da V8 a V6 per raduni negli anni ottanta) La ghisa normale (ghisa grigia lamellare) è più economica, più facile da fondere, ha proprietà meccaniche inferiori e migliori capacità di smorzare le vibrazioni. La ghisa è difficile da riparare mediante saldatura. La ghisa nodulare è molto più forte ma ha una capacità di smorzamento meccanico molto più bassa per le vibrazioni. (testa ancora su fusione di alluminio). Nel corso degli anni il passaggio è stato effettuato da tutti i motori in ghisa grigia (con pistoni anche in ghisa) (capacità totale 40HP / litro) a blocchi cilindri in ghisa con teste in alluminio (50-60 HP / L, a tutti i motori in alluminio (blocco cilindri più testata) fino a 80 CV / L (motori atmosferici) Oggi si tende a passare alla ghisa sferoidale a causa di costi e comfort) In auto ad alte prestazioni, motori in alluminio (fino a 140 CV / l atmosferico) sono ancora i preferiti, a causa del risparmio di peso e della capacità di raffreddamento, rendendo i costi meno rilevanti. Cordiali saluti, Jurgen Prinsen, ingegnere metallurgico e di saldatura, Petrolhead e proprietario di diverse auto italiane (Alfa Romeo (boxer, motori Nord 4 rettilinei e motori V6 Busso) e Ferrari 456 (motore 5.512 V12 116B) a causa del risparmio di peso e della capacità di raffreddamento, rendendo i costi meno rilevanti. Cordiali saluti, Jurgen Prinsen, ingegnere metallurgico e di saldatura, Petrolhead e proprietario di diverse auto italiane (Alfa Romeo (boxer, motori Nord 4 rettilinei e motori V6 Busso) e Ferrari 456 (motore 5.512 V12 116B) a causa del risparmio di peso e della capacità di raffreddamento, rendendo i costi meno rilevanti. Cordiali saluti, Jurgen Prinsen, ingegnere metallurgico e di saldatura, Petrolhead e proprietario di diverse auto italiane (Alfa Romeo (boxer, motori Nord 4 rettilinei e motori V6 Busso) e Ferrari 456 (motore 5.512 V12 116B)

— Jurgen Prinsen
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Dal punto di vista della capacità termica, i motori in ghisa impiegheranno più tempo per riscaldarsi, ma anche più tempo per raffreddarsi. Supponiamo che tu fermi il motore dopo la guida e lo riavvii tra un paio d'ore, il blocco in ghisa sarà molto più caldo di quello in lega e, se lo fai più volte, avrai molto meno riscaldamento / raffreddamento cicli, che è meglio per la durata del motore. Questo è uno dei fattori che contribuiscono alla longevità dei motori in ghisa rispetto a motori in alluminio simili.

— oryades
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