Вопрос

Чугунные и алюминиевые блоки цилиндров

Насколько я могу судить по прочитанному, алюминиевые блоки цилиндров более эффективны с точки зрения теплоотвода, чем чугунные, но при этом алюминий обладает большей теплопроводностью, чем железо.



Мне это кажется нелогичным. Почему двигатель, который лучше отводит тепло, также более эффективен? Разве вы не хотели бы удерживать тепло в процессе сгорания, а не нагревать окружающий металл?



Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/50071/cast-iron-vs-aluminium-engine-blocks

7 Комментариев

  1. Использование алюминия связано с мощностью и октановым числом топлива. Чтобы вернуться к тому же уровню мощности, который был при использовании чугунной головки, нужно увеличить степень сжатия при использовании алюминиевых головок. Увеличив степень сжатия, вы повысите мощность и эффективность, но при этом повысите риск детонации. Способность отводить тепло от камеры сгорания помогает снизить вероятность детонации. Взаимосвязь очевидна. Увеличьте степень сжатия, чтобы повысить мощность и восстановить экономичность, утраченную из-за теплопотерь. Отводит достаточно тепла от камеры сгорания, чтобы предотвратить детонацию или преждевременное воспламенение. Алюминий позволяет снизить вес автомобиля. Чтобы получить больше мощности от небольшого двигателя, необходимо увеличить степень сжатия. Меньший размер двигателя позволяет снизить расход топлива. В некоторых системах двигателя самая холодная охлаждающая жидкость проходит через (самые горячие) головки цилиндров, прежде чем попасть в блок цилиндров, чтобы увеличить мощность. Тепло, отводимое от головок цилиндров, помогает отопителю работать эффективнее зимой. В некоторых случаях часть тепла охлаждающей жидкости используется для подогрева трансмиссионной жидкости, что снижает трение при прогреве и повышает экономичность. Автомобильные компании также хотели бы, чтобы высокооктановое топливо стало стандартом, что позволило бы им увеличить степень сжатия или мощность турбонаддува ещё больше, чем сейчас, и тем самым ещё больше уменьшить объём двигателей.


  1. Возможно, вам также стоит обратить внимание на влияние веса на эффективность, то есть на общую топливную эффективность, а не на объёмную или тепловую эффективность.



    Также следует учитывать не только проводимость металла, но и площадь поверхности, с которой контактируют продукты сгорания.



    Следует учитывать, сколько тепла теряется в блоке по сравнению с количеством тепла, уходящим через выхлопную трубу. Возможно, это более интересная область для повышения эффективности...


  1. Определить эффективность в данном случае, по-видимому, не так просто и очевидно, как я себе представлял, прежде чем задать свой первоначальный вопрос. Но нет, я не считаю, что эффективность заключается в быстром прогреве, скорее в том, чтобы большая часть тепла использовалась для расширения газов в цилиндре, а не рассеивалась в окружающем металле. Похоже, что алюминий не так эффективен с точки зрения теплопроводности, как я думал, и алюминиевые двигатели достигают общей эффективности за счёт других факторов
  1. Если вы определяете эффективность с точки зрения быстрого прогрева, то да...
  1. Понятно, но если не брать в расчёт такие факторы, как объёмный КПД и выхлопные газы, можно ли сказать, что алюминиевые блоки более эффективны с точки зрения теплопередачи, чем чугунные? Или всё наоборот и причина более высокой эффективности кроется в других факторах, о которых говорилось ранее?
  1. Совершенно неясно, что вообще значит «термоэффективный» блок. Не могли бы вы указать источник, где вы это прочитали?
  1. Я не уверен, что вы прочитали этот мой ответ, который может дать некоторое представление о различиях между алюминием и железом.
Вы уже ответили на этот вопрос