福克斯caf483q0发动机改进设计.docx

长安福特福克斯长安福特福克斯 CAF483Q0CAF483Q0 发动机改进设计报告发动机改进设计报告组员： 发动机型号：CAF483Q0 排量：1.8L 吸气形式：自然吸气 气缸排列形式：L 气缸个数：4 缸径：83 行程：83.1 每缸气门个数：4 压缩比：10.8 配气机构：DOHC 最大马力：124Ps 最大功率：91kw 最大功率转速（rpm）：6000 最大扭矩（N·m）：161 最大扭矩转速(rpm)：4000 发动机特有技术：VIS 可变惯性进气系统 工信部百公里综合工况油耗（L）：7.2 燃料形式：汽油 燃油标号：93 号（京 92 号） 供油方式：多点电喷 缸盖材料：铝合金 缸体材料：铝合金 环保标准：国 IVCAF483Q0 发动机这款发动机搭载的车型是长安福特福克斯 2013 款两厢经典紧凑型车是国 内竞争最激烈的一个级别，福克斯在该级别中具有较强的竞争能力福克斯的 发动机排量为 1.8 升，这样的发动机排量超过了众多的同级别车型，较大的排 量带来澎湃的动力以同价位的东风标致 307 作比较，显著的差别是福克斯发 动机排量增加使得缸径增加到 83mm，比东风标致 307 的 1.6 升发动机 78.5mm 的缸径要大，这样导致发动机尺寸加大。

由于福克斯采用的是全铝发动机，显 然不利于发动机结构的紧凑相比铝合金，铸铁缸体显然更适合这款发动机一些性能不是特别突出，或者一些自然吸气发动机，由于工作环境比较稳 定，所以采用了全铝，而高性能的自然吸气发动机或者涡轮增压发动机，多少 使用了部分铸铁材料来补偿铝合金的不足，所以全铝发动机的性能并不能满足 福克斯这款发动机的使用要求因为满足不了发动机运作时比较恶劣的工作环 境，而铸铁却可以胜任，但是铸铁又有重量大的缺点，所以更加好的方案是铝 合金缸盖加铸铁缸体，即将原本 CAF483Q0 发动机的铝合金缸体换成铸铁材质铸铁缸体主要有以下几个优点：1．由于铸铁里有石墨的关系因而相比于铝质缸体有较低的活塞与缸体之间 的摩擦力，从而具有更加优秀的效率而且不会导致输出功率的损失2．同时由于铸铁的的抗磨损性能以及反谐振的特性，导致了铸铁缸体有着 比铝制缸体更加安静的特性（缸体的密度比铝制缸体大，谐振不容易产生，因 此发动机比铝制的要来得安静）3．耐高温特性保证了铸铁缸体的缸壁厚度可以做的很薄，大大缩减了缸体 的体积，使得发动机可以做的更加小巧4．由于相对于铝制缸体而言，铸铁随温度变化而产生的形变非常小，所以 从室温到发动机工作温度（400 度左右），铸铁缸体的形变几乎可以忽略，同 时发动机的铸铁缸壁油驻留特性远远好于铝缸壁，所以活塞在极宽的温度范围 内可以保证良好的动力输出。

可以看出铸铁缸体在高性能发动机上要比铝合金缸体有优势在散热能力方面，铝合金的比热容比铸铁大了 2 倍不到，但铁的密度比铝 大 3 倍还多，所以同样大小的一个气缸体，铁的吸热能力强过铝的吸热能力 这就是为什么平常用的铝制散热器，底座很烫，但散热片的顶部却是温热的原 因反过来，我们再来看看铝合金缸体的缺点，那就是强度低铸铁气缸体的 强度远远大于铝合金缸体，并且在同样的强度下，铸铁发动机体积小，所以这 就是为什么全铝发动机看上去比铸铁发动机大一圈的原因铝合金缸体铸铁缸体铸铁的缸体热负荷能力更强，在发动机的升功率方面，铸铁的潜力更大 打个比方，一台 1.3 升排量铸铁发动机的输出功率可以超过 70kW，而一台铸铝 发动机的输出功率只能达到 60kW据了解，1.5 升排量铸铁发动机通过涡轮增 压等技术，可以达到 2.0 升排量发动机的动力要求，而铸铝缸体发动机则很难 达到这一要求铝制缸体发动机内部仍然有一部分使用铸铁材料，特别是气缸， 要使用铸铁材料铸铝与铸铁在燃料燃烧后热膨胀率不统一，就是通常所说的 变形一致性出现问题，这是铸铝缸体在铸造工艺上的一个难题使用铸铁发动 机则不存在这个问题 再次是发动机的摩擦系数。

现在的轿车引擎，为了降低往复运动的部件惯 性，通常会提高转速和响应的速度，活塞也大多使用铝合金作为材料如果气 缸壁采用铝材料铝和铝之间的摩擦系数就比较大为此，引擎的性能就会大 大受到影响，相反，铸铁发动机就不会产生如此的问题，因此在这方面，铸铁 缸体也是优于全铝发动机的由于材料价格和加工工艺的不同，采用铝合金缸 体的发动机自然会比铸铁发动机的价格要高出一截在这一点上，显然是铸铁 缸体的发动机占优 从使用来看，铸铝缸体的优势就是重量轻，通过减轻重量实现省油在同 等排量的发动机中，使用铝缸体发动机，能减轻 20 公斤左右的重量汽车的自 身重量每减少 10％，燃油的消耗可降低 6％～8％据最新资料，国外汽车自身 重量与过去相比减轻了 20％～26％但福克斯这款车型主打的是动力，而 1.8L 的发动机使用铝合金缸体并不能实现明显的节油效果 显然铸铁缸体更适合福克斯的这款 1.8L 发动机CAF483Q0 发动机的铝合金缸体换成铸铁缸体之后将会有以下四个方面的提 升：1.发动机振动减轻使得噪音降低铸铁的的抗磨损性能以及反谐振的特性， 使得铸铁缸体比铝制缸体更加安静2.铸铁比铝合金材料价格更便宜、生产更方便，而且不存在铝合金与铸铁 在燃料燃烧后热膨胀率不统一的问题，因此生产成本得以降低。

3. 发动机体积更紧凑耐高温特性保证了铸铁缸体的缸壁厚度可以做的很 薄，大大缩减了缸体的体积，节省宝贵的空间4.更长的发动机寿命铝容易与燃烧时产生的水发生化学反应，因此耐腐 蚀性远不及铸铁缸体，由于铸铁里有石墨的关系因而相比于铝质缸体有较低的 活塞与缸体之间的摩擦力因此铸铁缸体更耐磨，并且铁的吸热能力强过铝的吸 热能力散热更快这些因素加起来就能够延长发动机的寿命。