Moteur en aluminium vs moteur en fonte

Quel est l'avantage que les moteurs en aluminium offrent sur le moteur en fonte en dehors du fait de la rouille et de la réduction de poids.

Les fabricants aiment se vanter de leurs tous nouveaux moteurs en aluminium, cela signifie-t-il vraiment quelque chose pour le client?

Dois-je acheter un moteur en fonte légèrement plus puissant ou un moteur en aluminium moins puissant?

Vous avez déjà indiqué la raison principale des blocs en aluminium qui est la réduction de poids. C'est le même raisonnement qui a conduit Ford à produire ses camions de la série F avec une carrosserie en aluminium: la réduction de poids équivaut à une meilleure économie de carburant. La plupart des constructeurs utilisent aujourd'hui l'aluminium à divers endroits pour réduire le poids total du véhicule. En ce qui concerne la rouille, ce n'est généralement pas un problème sur les blocs de fonte car sa vie est passée à l'abri. Ce n'est que lorsqu'il est laissé assis dans les éléments qu'il subit ce sort.

Étant donné que vous réduisez le poids à l'avant du véhicule, il peut dans la plupart des cas également fournir un meilleur biais de poids. Pour les véhicules soucieux de centrer le poids du véhicule (ex: Corvette), retirer 110 lb de l'avant de la voiture (lorsqu'ils sont passés au moteur et aux variantes LS1) a beaucoup aidé dans cette transition (déplacer la transmission vers l'arrière de la voiture a également aidé). Cela peut fournir une meilleure attitude dans les virages et aider avec les maniérismes sur / sous-braqués.

Il y a trois avantages principaux (auxquels je peux penser) pour un bloc en fonte par rapport à un bloc en aluminium:

• Stabilité dimensionnelle: l'aluminium croît plus pendant le processus de chauffage que le fer. Des précautions supplémentaires doivent donc être intégrées dans les blocs d'aluminium afin de contrer cette condition et éviter les problèmes.
• Pas de chemises de cylindre : Si jamais vous voulez reconstruire un bloc d'aluminium où les chemises de cylindre sont grillées, elles doivent être remplacées. Il s'agit d'une grosse dépense d'usinage par rapport au simple alésage des cylindres dans un bloc en fonte.
• Coût: La fonte est utilisée dans l'industrie depuis de nombreuses années et est assez facile à produire. L'aluminium, en revanche, coûte beaucoup plus cher à raffiner à partir du minerai de bauxite. Rien que pour les matériaux, le coût est plus élevé. Ensuite, regardez le coût des chemises de cylindre et des procédés de moulage spéciaux qui doivent être utilisés pour obtenir le bloc d'aluminium correct et le coût va encore plus haut. Il y a cependant un certain compromis dans le processus de chauffage (ne prend pas autant d'énergie pour faire fondre l'aluminium contre la fonte), et l'aluminium est plus facile à usiner (moins d'usure sur la machine-outil / les accessoires contre la fonte) .

Je ne sais pas pourquoi vous pensez qu'un bloc de fonte donné sera plus puissant que n'importe quel bloc d'aluminium? Tout dépend du moteur que vous regardez et de ce que le fabricant a fait dans le domaine des performances. Si vous essayez simplement de comparer les deux, c'est une décision que vous devrez prendre par vous-même.

En termes de propriétés des matériaux, une pièce moulée en aluminium aura tendance à être plus légère pour une résistance équivalente et devrait être plus facile à refroidir.

Beaucoup des inconvénients de l'aluminium sont dus à des problèmes de fabrication. Les pièces moulées en aluminium sont potentiellement sujettes à des défauts et bien que l'aluminium soit mou, il n'est pas aussi facile à usiner que la fonte, en particulier pour les types de tolérances requises pour un moteur. De même, sa douceur signifie que toutes les surfaces d'appui doivent être formées avec des inserts (les chemises de cylindre ont déjà été mentionnées dans une autre réponse) plutôt que d'être simplement usinées hors de la pièce moulée. Pour la même raison, les surfaces de contact telles que les culasses et les connexions de collecteur sont plus susceptibles d'être endommagées lors du montage et de la maintenance et de la même manière pour les filetages sujets au dénudage et au grippage.

En comparaison, la fonte a la propriété particulière que vous pouvez créer des surfaces durcies dans une pièce moulée en plaçant des plaques de refroidissement dans le moule pour créer des surfaces d'appui résistantes à l'usure. La fonte a également une excellente stabilité dimensionnelle et de bonnes propriétés d'absorption des vibrations.

Bien que nous considérions l'aluminium comme «non rouillé», la corrosion peut en fait être un gros problème dans les blocs d'aluminium. Une des raisons à cela est que le contact entre l'aluminium et l'acier peut provoquer une corrosion galvanique qui est un problème particulier lorsque vous avez des choses comme les chemises de cylindre et les goujons qui doivent être en acier.

D'un point de vue pratique,

Mon 04 VW GTI a un bloc d'aluminium et un turbo, et une chose à garder à l'esprit: l'aluminium est plus doux que la fonte et est plus facile à dénuder ou à cicatriser. J'ai une expérience de première main en rayant des trous de goujons allant du turbo au tuyau de descente. Parfois, vous souhaitiez que ce soit en fonte. J'imagine également qu'il serait plus sensible aux problèmes de compression en raison d'une dégradation plus rapide que la fonte.

Juste mes points sous le capot.

De plus, le poids supplémentaire devant le véhicule entendu en Nouvelle-Angleterre est probablement plus avantageux car il devrait aider à la traction sur la route dans des conditions glissantes.

Il existe également du fer graphite compacté, les véhicules utilisent cette nouvelle alternative depuis 2004. Il permet aux molécules de former une matrice plus dense lors du refroidissement, ce qui offre les avantages du fer (beaucoup plus durable) ainsi que les avantages de l'aluminium (beaucoup plus léger.)

Les moteurs en aluminium ont également un meilleur transfert de chaleur, ce qui peut réduire les points chauds du moteur et la tendance à cogner.

Lorsque la limite de puissance est le cognement du moteur, ce qui est souvent le cas, les moteurs en aluminium avec les mêmes spécifications / dimensions seraient plus résistants aux cognements et auraient tendance à être plus puissants. Par exemple, avec plus de résistance aux chocs, une chose courante est d'augmenter la compression / boost / avance à l'allumage pour augmenter la puissance de sortie du moteur.

Si tous les paramètres du moteur restent les mêmes, par exemple lorsque le réglage du moteur n'est pas ajusté pour le changement de matériaux, la fonte ferait probablement une petite quantité de puissance supplémentaire. Cela se produit car la chambre de combustion en fonte vole moins de chaleur pendant l'événement de combustion, et plus de chaleur serait conservée pour le travail réel.

Un bloc moteur en fonte plus solide serait un avantage dans certaines circonstances particulières où le moteur est limité par la résistance des pièces au lieu de cogner, comme un moteur à méthanol à induction forcée à faible compression avec de grandes quantités de boost et de nitreux.

Comme déjà mentionné précédemment: l'aluminium est plus léger (sg 2,5 au lieu de 7,8 kg / l) a une meilleure conductivité thermique, mais est plus cher à produire, mais moins cher à recycler. La fonte d'aluminium peut être réparée par soudage, même des exemples de sorties de moteurs coulés et soudés. (Rover Metro amputé des moteurs V8 à V6 pour les rallyes dans les années 80) La fonte normale (fonte grise lamellaire) est moins chère, plus facile à couler, a des propriétés mécaniques inférieures et de meilleures capacités d'amortissement des vibrations. La fonte est difficile à réparer par soudage. La fonte nodulaire est beaucoup plus solide mais a une capacité d'amortissement mécanique beaucoup plus faible pour les vibrations. (crosse encore en fonte d'aluminium). Au fil des ans, le passage de tous les moteurs en fonte grise (avec même des pistons en fonte) (cylindrée totale de 40 ch / litre) aux blocs-cylindres en fonte à culasses en aluminium (50-60 HP / L, à tous les moteurs en aluminium (bloc-cylindres plus culasse) jusqu'à 80 HP / L (moteurs atmosphériques) De nos jours, il y a une tendance à passer à la fonte nodulaire en raison des coûts et du confort) Dans les voitures hautes performances, les moteurs en aluminium (jusqu'à 140 HP / l atmosphérique) sont toujours préférés, en raison des économies de poids et de la capacité de refroidissement, ce qui rend les coûts moins pertinents. Cordialement, Jurgen Prinsen, ingénieur métallurgiste et soudeur, Petrolhead et propriétaire de plusieurs voitures italiennes (Alfa Romeo (boxers, 4 moteurs droits Nord et moteurs V6 Busso) et Ferrari 456 (moteur 5.5L V12 116B) en raison des économies de poids et de la capacité de refroidissement, ce qui rend les coûts moins pertinents. Cordialement, Jurgen Prinsen, ingénieur métallurgiste et soudeur, Petrolhead et propriétaire de plusieurs voitures italiennes (Alfa Romeo (boxers, 4 moteurs droits Nord et moteurs V6 Busso) et Ferrari 456 (moteur 5.5L V12 116B) en raison des économies de poids et de la capacité de refroidissement, ce qui rend les coûts moins pertinents. Cordialement, Jurgen Prinsen, ingénieur métallurgiste et soudeur, Petrolhead et propriétaire de plusieurs voitures italiennes (Alfa Romeo (boxers, 4 moteurs droits Nord et moteurs V6 Busso) et Ferrari 456 (moteur 5.5L V12 116B)

Du point de vue de la capacité calorifique, les moteurs en fonte mettront plus de temps à chauffer, mais aussi plus de temps à refroidir. Disons que vous arrêtez le moteur après la conduite et que vous le redémarrez dans quelques heures, le bloc en fonte sera beaucoup plus chaud que l'alliage, et si vous le faites plusieurs fois, vous aurez beaucoup moins d'échauffement / refroidissement cycles, ce qui est meilleur pour la durée de vie du moteur. C'est l'un des contributeurs à la longévité des moteurs en fonte par rapport aux moteurs en aluminium similaires.