Aluminiummotor vs. Gusseisenmotor

Was ist der Vorteil, den die Aluminiummotoren gegenüber den Gusseisenmotoren bieten, abgesehen von der Tatsache, dass sie rosten und weniger Gewicht haben?

Die Hersteller prahlen gerne mit ihren brandneuen Aluminiummotoren. Bedeutet das wirklich etwas für den Kunden?

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

Mein 1996er Jaguar hatte einen Aluminiumblock. Es ist nichts Neues. 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 herausnehmen können, ohne die Festigkeit zu beeinträchtigen. Ich denke, die Frage ist das Verhältnis von Leistung zu Gewicht. Wenn Ihr Auto mit Eisenmotor 10 % stärker, aber 20 % schwerer ist, haben Sie nichts gewonnen.
Wenn der Motor 10 % mehr Leistung bringt, aber 20 % schwerer ist, GEWINNEN Sie in einem normalen Auto, da das Auto möglicherweise nur 5 % schwerer wird und daher eine schnellere Zeit von 0 bis 100 km hat.
@Autistisch Das Auto mit dem leichteren Motor ist möglicherweise agiler, handhabt sich besser und hat eine bessere Gewichtsverteilung, sodass es tatsächlich schneller durch die Kurven fährt, was bedeuten kann, dass es auf bestimmten Straßen schneller von Punkt zu Punkt geht. Die alten Twin Spark-Motoren von Alfa Romeo verwendeten Leichtmetallblöcke. Dies bedeutete zwar, dass sie mehr Öl verbrauchten, da sie sich bei starker Beanspruchung verbiegen würden, aber die Art und Weise, wie diese Autos gehandhabt wurden, war messerscharf.
@TafT: Sie haben Recht, dass es nichts Neues ist, der Hillman Imp von 1963 hatte einen Aluminiummotor.
@Autistic Wenn Sie sich auf meinen Kommentar mit den 10% bezogen, habe ich darauf geachtet, ihn als "Wenn Ihr Auto mit Eisenmotor 10% leistungsstärker, aber 20% schwerer ist" zu formulieren, damit 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 das Handling des Autos ändert, ist es nicht immer so einfach, da schwerer eine langsamere Beschleunigung oder mehr Grip bedeutet, selbst ohne Änderung der Leistung.
@TafT Zwischen der Grauguss-Version des Motors und der Aluminium-Version besteht eigentlich kein allzu großer Unterschied, wahrscheinlich ein paar Kilo, würde das ernsthaft eine Rolle spielen?
@Anarach bei einem Fahrzeug das nur ein paar hundert kg ein paar kg ausmachen würden. Bei einem mehrere tausend Kilogramm schweren Fahrzeug spielt das eher keine Rolle. Bei den meisten Motorrädern und Flugzeugen würde es eine Rolle spielen. Bei Autos über 500 kg würde ich überrascht feststellen, dass dies eine Rolle spielt, es sei denn, es wurden auch andere Komponenten geändert, die die Belastung veränderten.

Antworten (7)

Als Hauptgrund für die Aluminiumklötze haben Sie bereits die Gewichtsreduzierung genannt. Es ist die gleiche Überlegung, die Ford dazu veranlasst hat, seine Lkw der F-Serie mit einer Aluminiumkarosserie zu produzieren: Gewichtsreduzierung ist gleichbedeutend mit einem geringeren Kraftstoffverbrauch. Die meisten Hersteller verwenden heute an verschiedenen Stellen Aluminium, um das Gesamtgewicht des Fahrzeugs zu reduzieren. Was das Rosten angeht, so ist dies bei Gusseisenblöcken normalerweise kein Problem, da sein Leben unter Deckung verbracht wird. Nur wenn es in den Elementen sitzen gelassen wird, erleidet es dieses Schicksal.

Da Sie das Gewicht am vorderen Ende des Fahrzeugs reduzieren, kann dies in den meisten Fällen auch zu einer besseren Gewichtsverteilung führen. Für die Fahrzeuge, die sich mit der Zentrierung des Fahrzeuggewichts befassen (z. B. Corvette), hat es bei diesem Übergang sehr geholfen, 110 Pfund von der Vorderseite des Autos abzunehmen (als sie auf den LS1-Motor und die Varianten umgestiegen sind) (Verschieben des Getriebes auf das Heck des Autos hat auch geholfen). Dies kann für eine bessere Kurvenlage sorgen und bei Über-/Untersteuermanierismen helfen.

Es gibt drei Hauptvorteile (die mir einfallen) für einen Gusseisenblock gegenüber einem Aluminiumblock:

  • Dimensionsstabilität: Aluminium wächst beim Erhitzen stärker als Eisen. Daher müssen zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen in Aluminiumblöcke eingebaut werden, um diesem Zustand entgegenzuwirken und Probleme zu vermeiden.
  • Keine Zylinderlaufbuchsen: Wenn Sie jemals einen Aluminiumblock umbauen möchten, bei dem die Zylinderlaufbuchsen geröstet sind, müssen sie ersetzt werden. Dies ist ein großer Bearbeitungsaufwand im Vergleich dazu, die Zylinder nur in einen Gußeisenblock bohren zu 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 beim Material sind die Kosten höher. Dann schauen Sie sich die Kosten für die Zylinderlaufbuchsen und spezielle Gussverfahren an, die angewendet werden müssen, um den richtigen Aluminiumblock zu bekommen, und die Kosten gehen sogar noch höher. Es gibt jedoch einige Kompromisse beim Erwärmungsprozess (benötigt nicht so viel Energie zum Schmelzen von Aluminium im Vergleich zu Gusseisen), und Aluminium ist einfacher zu bearbeiten (weniger Verschleiß an den Werkzeugmaschinen/Vorrichtungen im Vergleich zu Gusseisen). .

Ich bin mir nicht sicher, warum Sie glauben, dass ein bestimmter Gusseisenblock stärker sein wird als ein bestimmter Aluminiumblock? Dies hängt alles von dem Motor ab, den Sie sich ansehen, und davon, was der Hersteller im Leistungsbereich getan hat. Wenn Sie nur versuchen, die beiden zu vergleichen, müssen Sie diese Entscheidung selbst treffen.

Schöner Bericht wie immer, ich sage nicht, dass Gusseisen leistungsstärker ist, wenn man die Wahl zwischen den beiden Motoren für ein bestimmtes Modell hat, zum Beispiel hat ein Auto einen 1-Liter-Gusseisenmotor mit 70 PS, der andere ist ein Vollaluminium mit 64 PS , was wäre die bessere Wahl? Wenn man bedenkt, dass beide für den Verbraucher gleich viel kosten?
@Anarach - Ich weiß nicht, ob ich oder irgendjemand die Frage außer dir beantworten kann. Schauen Sie sich die anderen Faktoren an, die mit den Motoren zu tun haben, wie z. B. den Kraftstoffverbrauch. 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.
Ein weiterer Vorteil von Gusseisen ist, dass es einfacher zu konstruieren ist. Als ich für einen Autozulieferer arbeitete, bekamen wir jedes Jahr ein paar gusseiserne Blöcke für ein einfaches "Haben wir etwas vermasselt?" Tests und ein paar Aluminiumklötze für "Was ist diesmal schief gelaufen ? " testen.
Eine Sache, die ich hinzufügen möchte, Aluminiumblöcke können sich unter starker Beanspruchung verdrehen, was zu einem höheren Ölverbrauch führen kann als ein gleichwertiger Gusseisenblock. Der alte Alfa Romeo 155 2.0 Twinspark meines Vaters verbrauchte bekanntermaßen bis zu einem halben Liter Öl auf einer SEHR enthusiastischen 50-Meilen-Fahrt, während mein Lancia Dedra 2.0 SE (gleiches Basisauto, aber mit einem Fiat/Lancia Twincam-Motor) nicht darunter litt irgendwo in der Nähe dieses Niveaus des Ölverbrauchs.
@SteveMatthews - Ich würde denken, das hätte mehr mit Design als mit Biegen zu tun. Aluminium ist ziemlich steif. Tatsächlich ist es so steif, dass es Spannungsspitzen leichter bekommt als Gusseisen. Ich sage nicht, dass Sie falsch liegen, ich sage nur, dass hier möglicherweise viel mehr involviert ist als nur das, woraus der Block besteht.
Ich würde widersprechen, dass rostende Eisenblöcke kein Problem sind, ich kenne Motoren, die INNERHALB verrotten, wenn sie nicht regelmäßig gespült werden (und seien wir ehrlich, nur sehr wenige Leute spülen jemals Kühlmittel!). Große Brocken rostiger Rückstände können herumschwimmen und Kühler blockieren , Pumpen zerstören usw. ABER ... das ist immer noch ein Problem mit Alu-Blöcken / -Teilen, die in vielen Fällen genauso schnell korrodieren.
@SteveMatthews - Ich habe einen 2,5-Liter-Aluminiumblock (2AR-FXE) in meinem Toyota RAV4-Hybrid. Absolut kein sichtbarer Ölverbrauch: Er ist nach 9000 km immer noch auf der vollen Marke. Obwohl Aluminiumblöcke Öl verbrauchen können, bedeutet dies nicht, dass Aluminiumblöcke Öl verbrauchen.

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

Viele der Nachteile von Aluminium sind auf Herstellungsprobleme zurückzuführen. Aluminiumgussteile sind potenziell anfällig für Defekte, und obwohl Aluminium weich ist, ist es nicht so einfach zu bearbeiten wie Gusseisen, insbesondere bei den für einen Motor erforderlichen Toleranzen. In ähnlicher Weise bedeutet seine Weichheit, dass alle Lagerflächen mit Einsätzen geformt werden müssen (Zylinderlaufbuchsen wurden bereits in einer anderen Antwort erwähnt), anstatt nur aus dem Gussteil herausgearbeitet zu werden. Aus dem gleichen Grund sind Passflächen wie Zylinderköpfe und Krümmeranschlüsse bei Montage und Wartung anfälliger für Beschädigungen, und dasselbe gilt für Gewinde, die anfällig für Ablösen und Festfressen sind.

Im Vergleich dazu hat Gusseisen die besondere Eigenschaft, dass man gehärtete Oberflächen in einem Guss erzeugen kann, indem man Kühlplatten in die Form einlegt, um verschleißfeste Lageroberflächen zu schaffen. Gusseisen hat auch eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität und gute Vibrationsdämpfungseigenschaften.

Obwohl wir Aluminium als „nicht rostend“ betrachten, kann Korrosion tatsächlich ein großes Problem bei Aluminiumblöcken sein. Ein Grund dafür ist, dass der Kontakt zwischen Aluminium und Stahl Kontaktkorrosion verursachen kann, was ein besonderes Problem darstellt, wenn Sie Dinge wie Zylinderlaufbuchsen und Stehbolzen haben, die aus Stahl gefertigt werden müssen.

Aus praktischer Sicht

Mein 04er VW GTI hat einen Aluminiumblock und einen Turbo, und man sollte bedenken, dass Aluminium weicher als Gusseisen ist und sich leichter ablösen oder vernarben lässt. Ich habe Erfahrung aus erster Hand, Bolzenlöcher zu markieren, die in den Turbo zum Fallrohr führen. Mal wünschte man sich, 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.

Außerdem ist das zusätzliche Gewicht vor dem Fahrzeug in Neuengland wahrscheinlich eher von Vorteil, da es bei rutschigen Bedingungen die Traktion auf der Straße unterstützen sollte.

Eigentlich hatte dein GTI einen Graugussblock. Der Kopf, an dem der Turbo / Verteiler befestigt ist, ist jedoch AL.
Oh wow, ich dachte immer, es wäre Aluminium. Jedenfalls glaube ich immer noch, dass meine Antwort noch steht.
Bei rutschigen Bedingungen möchten Sie mehr Gewicht auf den Hinterrädern haben, nicht auf dem Vorderrad (wo sich normalerweise der Motor befindet).
Wenn es ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb ist, ja. Wenn es sich um ein Fahrzeug mit Frontantrieb handelt, verlagern Sie das Gewicht nach vorne. Daher würden Lastwagen mit Zweiradantrieb Sandsäcke hinten anbringen, um die Traktion im Winter zu verbessern.
Redest du von Trucks ohne ABS?

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

Willkommen bei Mechanics.SE! Obwohl ich Ihrer Einschätzung zustimme, bin ich mir nicht sicher, wie dies die Frage von Aluminium gegen Gusseisen tatsächlich beantwortet.
Es hilft, den Kontext bereitzustellen und den Poster vielleicht darüber zu informieren, dass es zusätzliche Informationen gibt, die er möglicherweise nicht hatte, als er seine ursprüngliche Frage stellte. Wie die Frage nach der Spaltung zwischen Demokraten und Republikanern im Senat. Und dann postet jemand und sagt: "Nun, Sie haben das vielleicht nicht gewusst, aber es gibt tatsächlich zwei Senatoren, die als Unabhängige registriert sind."
Ich verstehe, woher Sie kommen. Bitte 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 ... sie ist für die Antwortkette nicht relevant. Bitte beachten Sie, dass ich Sie wegen Ihrer Antwort nicht verarsche, ich versuche nur, Ihnen zu helfen, zu verstehen, wie Stack Exchange funktioniert. Weitere Informationen zur Beantwortung von Fragen finden Sie in der Hilfe .

Aluminiummotoren haben auch eine bessere Wärmeübertragung, wodurch Hotspots und Klopfneigung des Motors reduziert werden können.

Wenn die Leistungsgrenze das Klopfen des Motors ist, was häufig der Fall ist, wären Aluminiummotoren mit den gleichen Spezifikationen/Abmessungen klopffester und könnten tendenziell mehr Leistung erbringen. Zum Beispiel wird bei einer höheren Klopffestigkeit üblicherweise eine Erhöhung der Kompression/des Ladedrucks/des Frühzündens vorgenommen, um die Leistungsabgabe des Motors zu erhöhen.

Wenn alle Motoreinstellungen gleich bleiben, z. B. wenn die Motorabstimmung nicht an die Materialänderung angepasst wird, würde das Gusseisen wahrscheinlich ein wenig mehr PS leisten. Dies geschieht, weil die gusseiserne Brennkammer während des Verbrennungsvorgangs weniger Wärme stiehlt und mehr Wärme für die eigentliche Arbeit erhalten würde.

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

Können Sie Ihren zweiten Absatz besser qualifizieren? Anscheinend sagen Sie, dass ein Aluminiumblock mehr Leistung erbringen kann als ein Eisenblock?
Ich würde sagen, das ist ziemlich ungenau, AL-Zylinderköpfe verringern definitiv die Wahrscheinlichkeit eines Hot Spots im Vergleich zu Gusseisen, aber im Block sollte dies keinen Unterschied machen, fast der gesamte Block ist vom Kolben bedeckt, wenn er dazu kommt der heiße Teil. Auch AL haben zum größten Teil Graugussbuchsen.
Natürlich würde das Mischen von Motorkomponenten aus Aluminium und Gusseisen 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 Eisenköpfe und -block.
@draksia: Es sieht so aus, als würden sich die meisten deutschen Hersteller auf linerlose Motoren mit Alusil zubewegen . Ich bin mir nicht sicher, warum sich nicht mehr Hersteller dieser Partei anschließen, es scheint, dass es viel einfacher wäre, als Liner einzupressen.
In der Vergangenheit gab es viele Probleme mit Nikasil- oder Alusil-Beschichtungen. Sie sind auch nicht generell austauschbar.

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 günstiger im Recycling. Aluminiumguss kann durch Schweißen repariert werden, sogar Beispiele für gegossene und geschweißte Motorausgänge. (Rover Metro amputierte V8- bis V6-Motoren für Rallyes in den 80er Jahren) Normales Gusseisen (lamellarer Grauguss) ist billiger, leichter zu gießen, hat schlechtere mechanische Eigenschaften und bessere Schwingungsdämpfungskapazitäten. Gusseisen ist schwer durch Schweißen zu reparieren. Sphäroguss ist viel fester, hat aber ein viel geringeres mechanisches Dämpfungsvermögen für Schwingungen. (Stoß noch über Gussaluminium). Im Laufe der Jahre wurde von allen Graugussmotoren (mit geraden Gusskolben) (40 PS / Liter Gesamthubraum) auf Gusszylinderblöcke mit Aluminiumköpfen (50-60 PS/L, für alle Aluminiummotoren (Zylinderblock plus Zylinderkopf) bis 80 PS/L (atmosphärische Motoren) Aus Kosten- und Komfortgründen wird heutzutage tendenziell auf Sphäroguss umgestellt) In Hochleistungsfahrzeugen werden Aluminiummotoren (bis 140 PS/ l atmosphärisch) sind aufgrund der Gewichtseinsparung und der Kühlleistung immer noch beliebt, wodurch die Kosten weniger relevant werden. Mit freundlichen Grüßen, Jurgen Prinsen, Metallurgie- und Schweißingenieur, Petrolhead und Besitzer mehrerer italienischer Autos (Alfa Romeo (Boxer, Reihen-4-Nord-Motoren und V6-Busso-Motoren) und Ferrari 456 (5,5-Liter-V12-116B-Motor) aufgrund der Gewichtseinsparung und Kühlleistung, wodurch die Kosten weniger relevant werden. Mit freundlichen Grüßen, Jurgen Prinsen, Metallurgie- und Schweißingenieur, Petrolhead und Besitzer mehrerer italienischer Autos (Alfa Romeo (Boxer, Reihen-4-Nord-Motoren und V6-Busso-Motoren) und Ferrari 456 (5,5-Liter-V12-116B-Motor) aufgrund der Gewichtseinsparung und Kühlleistung, wodurch die Kosten weniger relevant werden. Mit freundlichen Grüßen, Jurgen Prinsen, Metallurgie- und Schweißingenieur, Petrolhead und Besitzer mehrerer italienischer Autos (Alfa Romeo (Boxer, Reihen-4-Nord-Motoren und V6-Busso-Motoren) und Ferrari 456 (5,5-Liter-V12-116B-Motor)

Hinsichtlich der Wärmekapazität benötigen Gusseisenmotoren mehr Zeit zum Aufheizen, aber auch mehr Zeit zum Abkühlen. Nehmen wir an, Sie stellen den Motor nach der Fahrt ab und starten ihn in ein paar Stunden erneut. Der Gusseisenblock ist viel wärmer als der aus einer Legierung, und wenn Sie dies mehrmals tun, haben Sie viel weniger Aufwärmen / Abkühlen Zyklen, was besser für die Lebensdauer des Motors ist. Dies ist einer der Faktoren, die zur Langlebigkeit von Gusseisenmotoren im Vergleich zu ähnlichen Aluminiummotoren beitragen.

Aluminiummotor vs. Gusseisenmotor
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