Motor de alumínio vs motor de ferro fundido

Qual é a vantagem que os motores de alumínio oferecem sobre o motor de ferro fundido, além do fato de ferrugem e redução de peso.

Os fabricantes gostam de se gabar de todos os novos motores de alumínio, isso realmente significa algo para o cliente?

Devo comprar um motor de ferro fundido um pouco mais potente ou o de alumínio menos potente?

Você já declarou o principal motivo dos blocos de alumínio, que é a redução de peso. É o mesmo raciocínio que levou a Ford a produzir seus caminhões da Série F com um corpo de alumínio: a redução de peso equivale a uma melhor economia de combustível. Atualmente, a maioria dos fabricantes está usando alumínio em vários lugares para reduzir o peso total do veículo. No que diz respeito à ferrugem, isso geralmente não é um problema em blocos de ferro fundido, pois sua vida é gasta sob cobertura. Somente quando é deixado sentado nos elementos ele sofre esse destino.

Como você está reduzindo o peso na extremidade dianteira do veículo, na maioria dos casos, também pode fornecer uma melhor polarização de peso. Para aqueles veículos que estão preocupados em centralizar o peso do veículo (ou seja: Corvette), retirar 110 libras da frente do carro (quando eles mudaram para o motor LS1 e as variantes) ajudou muito nessa transição (mover a transmissão para a traseira do carro também ajudou). Isso pode fornecer uma melhor atitude nas curvas e ajudar com maneirismos acima / abaixo da direção.

Há três vantagens principais (em que consigo pensar) para um bloco de ferro fundido em relação a um bloco de alumínio:

• Estabilidade dimensional: o alumínio cresce mais durante o processo de aquecimento do que o ferro. Portanto, precauções extras devem ser construídas em blocos de alumínio para neutralizar essa condição e evitar problemas.
• Não cilindro forros: Se você sempre deseja reconstruir um bloco de alumínio onde as camisas de cilindro são torradas, devem ser substituídos. Essa é uma grande despesa de usinagem em comparação com a necessidade de apenas perfurar os cilindros em um bloco de ferro fundido.
• Custo: O ferro fundido é usado na indústria há muitos anos e é bastante fácil de produzir. Por outro lado, o alumínio custa muito mais para refinar o minério de bauxita. Apenas nos materiais, o custo é maior. Em seguida, observe o custo dos revestimentos dos cilindros e dos processos especiais de fundição que devem ser empregados para corrigir o bloco de alumínio e o custo é ainda maior. No entanto, existe algum trade-off no processo de aquecimento (não é necessária muita energia para derreter o alumínio versus ferro fundido), e o alumínio é mais fácil de usinar (menos desgaste das máquinas-ferramentas / acessórios contra ferro fundido) .

Não sei por que você acha que qualquer bloco de ferro fundido será mais poderoso do que qualquer bloco de alumínio? Tudo depende do mecanismo que você está olhando e do que o fabricante fez no domínio do desempenho. Se você está apenas tentando comparar os dois, esta é uma decisão que você terá que tomar por conta própria.

Em termos de propriedades do material, uma fundição de alumínio tende a ser mais leve para resistência equivalente e deve ser mais fácil de esfriar.

Muitas das desvantagens do alumínio se resumem a questões de fabricação. As peças fundidas de alumínio são potencialmente propensas a defeitos e, embora o alumínio seja macio, não é tão fácil de usinar quanto o ferro fundido, especialmente para os tipos de tolerâncias necessárias para um motor. Da mesma forma, sua suavidade significa que todas as superfícies dos rolamentos precisam ser formadas com insertos (as camisas do cilindro já foram mencionadas em outra resposta), em vez de serem usinadas a partir da fundição. Pela mesma razão, superfícies de contato como cabeças de cilindro e conexões do manifold são mais propensas a danos durante a montagem e manutenção e o mesmo se aplica a roscas que são propensas a decapagem e apreensão.

Em comparação, o ferro fundido tem a propriedade específica de criar superfícies endurecidas em uma fundição, colocando placas de resfriamento no molde para criar superfícies de rolamento resistentes ao desgaste. O ferro fundido também possui excelente estabilidade dimensional e boas propriedades de absorção de vibração.

Embora pensemos no alumínio como 'não enferrujando', a corrosão pode realmente ser um grande problema em blocos de alumínio. Uma razão para isso é que o contato entre o alumínio e o aço pode causar corrosão galvânica, o que é um problema particular quando você tem coisas como camisas de cilindro e pernos que precisam ser feitos de aço.

Do ponto de vista prático,

Meu VW GTI 04 tem um bloco de alumínio e turbo, e uma coisa a ter em mente é que o alumínio é mais macio que o ferro fundido e é mais fácil de descascar ou arranhar. Tenho experiência em primeira mão, descascando os buracos dos prisioneiros que entram no turbo até o tubo de descarga. Vezes que você desejou que fosse de ferro fundido. Também imagino que seria mais suscetível a problemas de compressão devido à quebra mais rápida do que o ferro fundido.

Apenas meus pontos de vista.

Além disso, o peso extra na frente do veículo na Nova Inglaterra é provavelmente mais um benefício, pois deve ajudar na tração na estrada em condições escorregadias.

Também existe ferro de grafite compactado; os veículos usam essa nova alternativa desde 2004. Permite que as moléculas formem uma matriz mais densa após o resfriamento, o que fornece os benefícios do ferro (muito mais duradouro) e os benefícios do alumínio (muito mais leve.)

Os motores de alumínio também têm melhor transferência de calor, o que pode reduzir os pontos quentes do motor e a tendência a bater.

Quando o limite de potência é a batida do motor, o que geralmente acontece, os motores de alumínio com as mesmas especificações / dimensões seriam mais resistentes a batidas e tendem a ser capazes de obter mais potência. Por exemplo, com mais resistência à batida, uma coisa comumente feita é aumentar o avanço da compressão / reforço / ignição para aumentar a potência do motor.

Se todas as configurações do motor permanecerem as mesmas, como quando o ajuste do motor não for ajustado para a mudança de materiais, o ferro fundido provavelmente aumentaria uma pequena quantidade de potência. Isso acontece porque a câmara de combustão de ferro fundido rouba menos calor durante o evento de combustão e mais calor seria conservado para o trabalho real.

Um bloco de motor de ferro fundido mais forte seria uma vantagem em algumas circunstâncias especiais em que o motor é limitado pela resistência da peça em vez de à batida, como um motor de metanol de indução forçada de baixa compressão com grandes quantidades de reforço e nitroso.

Como já mencionado anteriormente: o alumínio é mais leve (sg 2,5 em vez de 7,8 kg / l) tem melhor condutividade térmica, mas é mais caro para produzir, mas mais barato para reciclar. O alumínio fundido pode ser reparado por soldagem, mesmo exemplos de saídas de motores fundidos e soldados. (O Rover Metro amputou os motores V8 a V6 para comícios nos anos 80) O ferro fundido normal (ferro fundido cinza lamelar) é mais barato, mais fácil de fundir, possui propriedades mecânicas mais baixas e melhores capacidades de amortecimento de vibrações. É difícil reparar o ferro fundido por soldagem. O ferro fundido nodular é muito mais forte, mas possui uma capacidade de amortecimento mecânico muito menor para vibrações. (bunda ainda sobre alumínio fundido). Ao longo dos anos, a mudança foi feita de todos os motores de ferro fundido cinza (com pistões de ferro fundido iguais) (capacidade total do cilindro de 40HP / litro) para blocos de cilindros de ferro fundido com cabeças de alumínio (50-60 HP / L, para todos os motores de alumínio (bloco de cilindros e cabeçote) até 80 HP / L (motores atmosféricos) Atualmente, existe uma tendência a mudar para ferro fundido nodular devido a custos e conforto) Em carros de alto desempenho, motores de alumínio (até 140 HP / l atmosférica) ainda são os favoritos, devido à economia de peso e capacidade de refrigeração, tornando os custos menos relevantes. Atenciosamente, Jurgen Prinsen, engenheiro metalúrgico e de soldagem, Petrolhead e proprietário de vários carros italianos (Alfa Romeo (boxers, 4 motores Nord retos e motores V6 Busso) e Ferrari 456 (motor 5.5L V12 116B) devido à economia de peso e capacidade de refrigeração, tornando os custos menos relevantes. Atenciosamente, Jurgen Prinsen, engenheiro metalúrgico e de soldagem, Petrolhead e proprietário de vários carros italianos (Alfa Romeo (boxers, 4 motores Nord retos e motores V6 Busso) e Ferrari 456 (motor 5.5L V12 116B) devido à economia de peso e capacidade de refrigeração, tornando os custos menos relevantes. Atenciosamente, Jurgen Prinsen, engenheiro metalúrgico e de soldagem, Petrolhead e proprietário de vários carros italianos (Alfa Romeo (boxers, 4 motores Nord retos e motores V6 Busso) e Ferrari 456 (motor 5.5L V12 116B)

Do ponto de vista da capacidade de aquecimento, os motores de ferro fundido levarão mais tempo para aquecer, mas também mais tempo para esfriar. Digamos que você pare o motor após a unidade e o ligue novamente em algumas horas, o bloco de ferro fundido será muito mais quente que o da liga e, se você fizer isso várias vezes, terá muito menos aquecimento / resfriamento ciclos, o que é melhor para a vida útil do motor. Esse é um dos fatores que contribuem para a longevidade do motor em ferro fundido em comparação com os motores de alumínio semelhantes.