Aluminiummotor gegen Roheisenmotor

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Was ist der Vorteil, den die Aluminiummotoren gegenüber dem Gusseisenmotor bieten, abgesehen von der Tatsache des Rostens und der Gewichtsreduzierung?

Hersteller rühmen sich gerne mit ihren neuen Aluminiummotoren. Bedeutet das wirklich etwas für den Kunden?

Soll ich einen etwas stärkeren Gusseisenmotor oder einen weniger starken Aluminiummotor kaufen?

engine engine-theory

— Shobin P
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Mein 1996er Jaguar hatte einen Aluminiumblock. Es ist keine neue Sache. Ich bin mir auch nicht sicher, ob es Gewichtsvorteile gibt, zumindest nicht bei den älteren. Stahlblöcke hatten eine größere Festigkeit für das verwendete Materialvolumen. Heutzutage ist das Materialdesign wahrscheinlich viel besser, sodass sie Gewicht abbauen können, ohne die Festigkeit zu beeinträchtigen. Ich denke, die Frage ist das Verhältnis von Leistung zu Gewicht. Wenn Sie ein Eisenmotorauto haben, das 10% stärker, aber 20% schwerer ist, haben Sie nichts gewonnen.

— TafT

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Wenn der Motor 10% mehr Leistung leistet, aber 20% schwerer ist, GEWINNEN Sie in einem normalen Auto, da das Auto möglicherweise nur 5% schwerer wird und daher eine schnellere Zeit von null bis 100 km aufweist.

— Autistic

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@Autistisch ist, dass das Auto mit dem leichteren Motor wendiger sein kann, besser zu handhaben ist und eine bessere Gewichtsverteilung aufweist. Daher kann es tatsächlich schneller durch die Kurven fahren, was auf bestimmten Straßen bedeuten kann, dass die Punkt-zu-Punkt-Zeiten schneller sind. Die alten Twin Spark-Motoren von Alfa Romeo verwendeten Aluminiumblöcke. Dies bedeutete, dass sie mehr Öl verwendeten, da sie sich bei starker Beanspruchung biegen würden, aber die Art und Weise, wie diese Autos gehandhabt wurden, war gestochen scharf.

— Steve Matthews

@TafT: Sie haben Recht, dass es nichts Neues ist, der 1963er Hillman Imp hatte einen Aluminiummotor.

— RedGrittyBrick

@Autistisch, wenn Sie meinen Kommentar mit den 10% referenzierten, war ich vorsichtig, ihn als "Wenn Ihr Eisenmotorauto 10% leistungsstärker, aber 20% schwerer ist" zu formulieren, so dass ich nicht über das Gewicht und die Leistung des gesamten Autos sprach Nur der Motor. Entschuldigung, wenn das nicht klar genug war. Wie andere darauf hingewiesen haben, wo das Gewicht auch geändert wird, ist das Fahrverhalten des Autos nicht immer so einfach, da schwerer langsameres Beschleunigen oder mehr Grip bedeutet, auch ohne Änderung der Leistung.

— TafT

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Sie haben bereits den Hauptgrund für die Aluminiumblöcke angegeben, nämlich die Gewichtsreduzierung. Dieselbe Überlegung hat Ford veranlasst, seine Lkw der F-Serie mit einer Aluminiumkarosserie zu produzieren: Gewichtsreduzierung bedeutet Kraftstoffersparnis. Die meisten Hersteller verwenden heute Aluminium an verschiedenen Stellen, um das Gesamtgewicht des Fahrzeugs zu reduzieren. Was das Rosten betrifft, ist dies normalerweise kein Problem bei Gusseisenblöcken, da die Lebensdauer im Verborgenen liegt. Nur wenn es in den Elementen sitzen bleibt, erleidet es dieses Schicksal.

Da Sie das Gewicht am vorderen Ende des Fahrzeugs reduzieren, kann in den meisten Fällen auch eine bessere Gewichtsvorspannung erzielt werden. Bei Fahrzeugen, bei denen es darum geht, das Gewicht des Fahrzeugs zu zentrieren (z. B. Corvette), hat das Abnehmen von 110 lbs von der Front des Fahrzeugs (beim Wechsel zum LS1-Motor und zu den Varianten) bei diesem Übergang (beim Wechsel des Getriebes zu) viel geholfen Das Heck des Autos hat ebenfalls geholfen. Dies kann für eine bessere Kurvenlage sorgen und bei Über- / Untersteuerverhalten helfen.

Es gibt drei Hauptvorteile (die ich mir vorstellen kann) für einen Gusseisenblock gegenüber einem Aluminiumblock:

Dimensionsstabilität: Aluminium wächst beim Erhitzen stärker als Eisen. Daher müssen in Aluminiumblöcke zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen eingebaut werden, um diesem Zustand entgegenzuwirken und Probleme zu vermeiden.
Keine Zylinderlaufbuchsen: Wenn Sie jemals einen Aluminiumblock mit gerösteten Zylinderlaufbuchsen umbauen möchten, müssen diese ausgetauscht werden. Dies ist ein großer Bearbeitungsaufwand im Vergleich dazu, dass die Zylinder nur in einem Gusseisenblock gebohrt werden müssen.
Kosten: Gusseisen wird seit vielen Jahren in der Industrie verwendet und ist relativ einfach herzustellen. Aluminium hingegen kostet viel mehr, um es aus Bauxiterz zu raffinieren. Allein bei Materialien sind die Kosten höher. Dann schauen Sie sich die Kosten für die Zylinderlaufbuchsen und speziellen Gießverfahren an, die angewendet werden müssen, um den Aluminiumblock korrekt zu machen, und die Kosten steigen sogar noch. Es gibt jedoch einige Nachteile beim Erhitzen (weniger Energie zum Schmelzen von Aluminium gegenüber Gusseisen) und Aluminium ist leichter zu bearbeiten (weniger Verschleiß an Werkzeugmaschinen / Vorrichtungen gegenüber Gusseisen). .

Ich bin mir nicht sicher, warum Sie glauben, dass ein gegebener Gusseisenblock leistungsfähiger ist als ein gegebener Aluminiumblock? Dies hängt alles davon ab, welchen Motor Sie betrachten und was der Hersteller im Leistungsbereich getan hat. Wenn Sie nur versuchen, die beiden zu vergleichen, müssen Sie diese Entscheidung selbst treffen.

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
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Schön zu schreiben wie immer, ich sage nicht, dass das Gusseisen stärker ist, wenn man die Wahl zwischen den beiden Motoren für ein bestimmtes Modell hat. Ein Auto hat beispielsweise einen 1-Liter-Gusseisenmotor mit 70 PS, das andere ist ein Vollaluminium mit 64 PS , welches wäre die bessere Wahl? Betrachtet man beide Kosten gleich für den Verbraucher?

— Shobin P

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@Anarach - Ich weiß nicht, dass ich oder irgendjemand die Frage außer dir beantworten kann. Schauen Sie sich die anderen Faktoren an, die mit den Motoren zusammenhängen, wie z. B. die Kraftstoffleistung. Finde heraus, was dir am meisten bedeutet. Ist es das oder Gewicht, Leistung? Gusseisenblöcke halten normalerweise länger als Aluminium, aber das hängt auch davon ab, wer den Motor herstellt. Es ist wirklich ein Mist-Shooting.

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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Ein weiterer Vorteil von Gusseisen ist, dass es einfacher zu konstruieren ist. Als ich für einen Autozulieferer gearbeitet habe, sind jedes Jahr ein paar Gusseisenblöcke durchgekommen. Testen und ein paar Aluminiumblöcke für "Was ist dieses Mal schief gelaufen ?" testen.

— Mark

Eine Sache, die ich hinzufügen möchte, ist, dass sich Aluminiumblöcke bei starker Beanspruchung verdrehen können, was zu einem höheren Ölverbrauch führen kann als bei einem gleichwertigen Gusseisenblock. Der alte Alfa Romeo 155 2.0 Twinspark meines Vaters verbrauchte bekanntermaßen bis zu einem halben Liter Öl in einer einzigen, SEHR begeisterten Fahrt von 80 Kilometern, während mein Lancia Dedra 2.0 SE (dasselbe Basisauto, aber mit einem Fiat / Lancia Twincam-Motor) nicht darunter litt in der Nähe dieses Ölverbrauchs.

— Steve Matthews

@SteveMatthews - Ich denke, das hat mehr mit Design als mit Biegen zu tun. Aluminium ist ziemlich steif. So steif, dass es sogar einfacher ist, Stress abzubauen als Gusseisen. Ich sage nicht dein Unrecht, ich sage nur, dass hier viel mehr involviert sein kann als nur das, woraus der Block besteht.

— Pᴀᴜʟsᴀᴜʟ2

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In Bezug auf die Materialeigenschaften ist ein Aluminiumguss bei gleicher Festigkeit tendenziell leichter und sollte leichter abzukühlen sein.

Viele der Nachteile von Aluminium beruhen auf Herstellungsproblemen. Aluminiumgussteile sind potenziell fehleranfällig, und obwohl Aluminium weich ist, ist es nicht so leicht zu bearbeiten wie Gusseisen, insbesondere bei den für einen Motor erforderlichen Toleranzen. In ähnlicher Weise bedeutet seine Weichheit, dass jegliche Lagerflächen mit Einsätzen geformt werden müssen (Zylinderlaufbuchsen wurden bereits in einer anderen Antwort erwähnt), anstatt nur aus dem Gussstück herausgearbeitet zu werden. Aus dem gleichen Grund sind Passflächen wie Zylinderköpfe und Verteilerverbindungen anfälliger für Beschädigungen während der Montage und Wartung und das gleiche gilt für Gewinde, die zum Ablösen und Festfressen neigen.

Im Vergleich dazu hat Gusseisen die besondere Eigenschaft, dass Sie gehärtete Oberflächen in einem Guss erzeugen können, indem Sie Kühlplatten in die Form legen, um verschleißfeste Lageroberflächen zu erzeugen. Gusseisen hat auch eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität und gute vibrationsabsorbierende Eigenschaften.

Obwohl wir Aluminium als rostfrei betrachten, kann Korrosion in Aluminiumblöcken tatsächlich ein großes Problem darstellen. Ein Grund dafür ist, dass der Kontakt zwischen Aluminium und Stahl zu galvanischer Korrosion führen kann. Dies ist insbesondere dann ein Problem, wenn Sie Zylinderlaufbuchsen und Stehbolzen aus Stahl haben.

— Chris Johns
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Aus praktischer Sicht

Mein 04 VW GTI hat einen Aluminiumblock und einen Turbo, und eines muss man bedenken: Ein Aluminium ist weicher als Gusseisen und leichter zu entfernen oder zu vernarben. Ich habe aus erster Hand Erfahrung damit, Stollenlöcher zu streifen, die in den Turbo zum Fallrohr führen. Mal wünschten Sie, es wäre Gusseisen. Ich würde mir auch vorstellen, dass es anfälliger für Kompressionsprobleme ist, da es schneller zusammenbricht als Gusseisen.

Nur meine Punkte unter der Haube.

Auch das zusätzliche Gewicht vor dem Fahrzeug in New England dürfte eher von Vorteil sein, da es bei rutschigen Bedingungen die Traktion auf der Straße verbessern soll.

— Devin Gleason Lambert
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Eigentlich hatte Ihr GTI einen Graugussblock. Der Kopf, an dem der Turbo / Krümmer befestigt ist, ist jedoch AL.

— Draksia

Oh wow, ich dachte immer, es sei Aluminium. Trotzdem glaube ich immer noch, dass meine Antwort immer noch steht.

— Devin Gleason Lambert

Bei rutschigen Bedingungen möchten Sie mehr Gewicht auf den Hinterrädern, nicht auf dem Vorderrad (wo der Motor normalerweise ist).

— Dmitry Grigoryev

Wenn es ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb ist, ja. Wenn es sich um ein Fahrzeug mit Frontantrieb handelt, legen Sie das Gewicht nach vorne. Deshalb haben Lastwagen mit 2WD Sandsäcke in den Rücken gelegt, um die Traktion im Winter zu verbessern.

— Devin Gleason Lambert

Sprechen Sie über LKWs ohne Bauchmuskeln?

— Dan Z

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Es gibt auch kompaktiertes Graphiteisen, Fahrzeuge verwenden diese neue Alternative seit 2004. Sie ermöglicht es den Molekülen, beim Abkühlen eine dichtere Matrix zu bilden, die die Vorteile von Eisen (viel länger haltbar) sowie die Vorteile von Aluminium (viel länger haltbar) bietet Feuerzeug.)

— Jerome Wiley Segovia
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Willkommen bei Mechanics.SE! Obwohl ich Ihrer Einschätzung zustimme, bin ich mir nicht sicher, wie dies die Frage von Aluminium / Gusseisen tatsächlich beantwortet?

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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Es hilft, den Kontext bereitzustellen und das Poster möglicherweise darüber zu informieren, dass es zusätzliche Informationen gibt, die sie möglicherweise nicht hatten, als sie ihre ursprüngliche Frage stellten. Als würde man nach der demokratisch-republikanischen Spaltung im Senat fragen. Und dann schreibt jemand: "Nun, das haben Sie vielleicht nicht gewusst, aber es gibt tatsächlich zwei Senatoren, die als Independent registriert sind."

— Jerome Wiley Segovia

Ich verstehe, woher du kommst. Denken Sie jedoch daran, dass es bei Stack Exchange darum geht, die Frage des OP zu beantworten. Da das OP nicht nach Alternativen zu Aluminium oder Gusseisen fragt, hat Ihre Antwort hier keinen Platz ... es ist nicht relevant für die Antwortkette. Bitte beachten Sie, dass ich Sie aufgrund Ihrer Antwort nicht verfolgen werde. Ich versuche nur, Ihnen zu helfen, die Funktionsweise von Stack Exchange zu verstehen. Weitere Informationen zum Beantworten von Fragen finden Sie in der Hilfe .

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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Aluminiummotoren weisen auch eine bessere Wärmeübertragung auf, wodurch Motorbrandstellen und die Neigung zum Klopfen verringert werden können.

Wenn die Leistungsgrenze das Motorklopfen ist, was häufig der Fall ist, sind Aluminiummotoren mit den gleichen Spezifikationen / Abmessungen klopfbeständiger und in der Regel leistungsfähiger. Wenn beispielsweise die Klopfbeständigkeit erhöht wird, wird üblicherweise die Vorverstellung von Kompression / Boost / Zündung erhöht, um die Motorleistung zu erhöhen.

Wenn alle Motoreinstellungen gleich bleiben, z. B. wenn die Motorabstimmung nicht auf den Materialwechsel abgestimmt ist, würde das Gusseisen wahrscheinlich etwas mehr Leistung bringen. Dies geschieht, weil die Gusseisenbrennkammer während des Verbrennungsvorgangs weniger Wärme stiehlt und mehr Wärme für die eigentliche Arbeit gespeichert werden würde.

Ein stärkerer Motorblock aus Gusseisen wäre unter bestimmten Umständen von Vorteil, wenn der Motor durch die Teilfestigkeit anstelle des Klopfens begrenzt ist, wie z.

— Netduke
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Können Sie Ihren zweiten Absatz besser qualifizieren? Sie meinen, ein Aluminiumblock kann mehr Leistung bringen als ein Eisenblock?

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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Ich würde sagen, dass dies ziemlich ungenau ist, AL-Zylinderköpfe reduzieren definitiv die Wahrscheinlichkeit eines Hotspots im Vergleich zu Gusseisen, aber im Block sollte dies eigentlich keinen Unterschied machen, fast der gesamte Block ist vom Kolben bedeckt, wenn er erreicht wird der heiße Teil. Auch AL haben zum größten Teil gusseiserne Liner.

— Draksia

Natürlich würde das Mischen von Aluminium- und Gusseisen-Motorkomponenten zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Ich vergleiche hier nicht nur den Motorblock oder einzelne Komponenten ... mit Aluminiummotor meine ich Aluminiumkopf und -block, und mit Gusseisenmotor meine ich Eisenkopf und -block.

— Netduke

@draksia: Es sieht so aus, als würden die meisten deutschen Hersteller mit Alusil auf linerlose Motoren umsteigen . Nicht sicher, warum nicht mehr Hersteller dieser Partei beitreten, es scheint viel einfacher zu sein als das Einpressen von Linern.

— TMN

In der Vergangenheit gab es viele Probleme mit Nikasil- oder Alusil-Beschichtungen. Sie sind im Allgemeinen auch nicht austauschbar.

— Draksia

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Wie bereits erwähnt: Aluminium ist leichter (sg 2,5 statt 7,8 kg / l), hat eine bessere Wärmeleitfähigkeit, ist aber teurer in der Herstellung, aber weniger teuer in der Wiederverwertung. Aluminiumguss kann durch Schweißen repariert werden, auch Beispiele für gegossene und geschweißte Motorausgänge. (Amputierte V8- bis V6-Motoren von Rover Metro für Rallyes in den Achtzigern) Normales Gusseisen (Grauguss mit Lamellen) ist billiger, leichter zu gießen, hat geringere mechanische Eigenschaften und bessere Schwingungsdämpfungskapazitäten. Gusseisen ist durch Schweißen schwer zu reparieren. Sphäroguss ist viel stärker, hat aber ein viel geringeres mechanisches Dämpfungsvermögen für Vibrationen. (Hintern noch über Aluminiumguss). Im Laufe der Jahre wurde der Schritt von allen Graugussmotoren (mit gleichmäßigen Gusskolben) (40 PS / Liter Gesamtzylinderinhalt) zu Gusseisenzylinderblöcken mit Aluminiumköpfen (50-60 PS / L, für alle Aluminiummotoren (Zylinderblock plus Kopf) bis 80 PS / L (atmosphärische Motoren) Heutzutage besteht aus Kosten- und Komfortgründen die Tendenz, auf Sphäroguss umzuschalten.) In Hochleistungsautos werden Aluminiummotoren (bis 140 PS / l atmosphärisch) sind aufgrund der Gewichtsersparnis und der Kühlkapazität immer noch beliebt, was die Kosten weniger relevant macht. Mit freundlichen Grüßen, Jürgen Prinsen, Metallurgie- und Schweißingenieur, Petrolhead und Besitzer mehrerer italienischer Autos (Alfa Romeo (Boxer, Straight 4 Nord-Motoren und V6 Busso-Motoren) und Ferrari 456 (5.5L V12 116B-Motor) Aufgrund der Gewichtsersparnis und der Kühlleistung sind die Kosten weniger relevant. Mit freundlichen Grüßen, Jürgen Prinsen, Metallurgie- und Schweißingenieur, Petrolhead und Besitzer mehrerer italienischer Autos (Alfa Romeo (Boxer, Straight 4 Nord-Motoren und V6 Busso-Motoren) und Ferrari 456 (5.5L V12 116B-Motor) Aufgrund der Gewichtsersparnis und der Kühlleistung sind die Kosten weniger relevant. Mit freundlichen Grüßen, Jürgen Prinsen, Metallurgie- und Schweißingenieur, Petrolhead und Besitzer mehrerer italienischer Autos (Alfa Romeo (Boxer, Straight 4 Nord-Motoren und V6 Busso-Motoren) und Ferrari 456 (5.5L V12 116B-Motor)

— Jürgen Prinsen
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Aus Sicht der Wärmekapazität benötigen Gusseisenmotoren mehr Zeit zum Aufheizen, aber auch mehr Zeit zum Abkühlen. Nehmen wir an, Sie schalten den Motor nach der Fahrt aus und starten ihn in ein paar Stunden erneut. Der Gusseisenblock ist viel wärmer als der aus einer Legierung, und wenn Sie dies mehrmals tun, ist das Aufwärmen / Abkühlen erheblich geringer Zyklen, was für die Lebensdauer des Motors besser ist. Dies ist einer der Gründe für die Langlebigkeit von Gusseisenmotoren im Vergleich zu ähnlichen Aluminiummotoren.

— Oryaden
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