碳纤维发动机来了！纯碳？有哪些优缺点？

整块都是由碳纤维制成的吗？

 

日产碳纤维发动机缸体

它不完全是碳纤维的。可以这么说，仍然有钢制气缸套，碳纤维的作用是将它们固定在适当的位置。但它确实让我们想知道，是否有一天一整个都是完全由这种材料构成的。

日产首次尝试将碳纤维用于发动机的设想是用在一个主要部件上，也就是气缸本身。Carbuzz表示，该专利描述了“焊接到主块上的树脂外部构件”。在主块和外层碳纤维之间有间隙，成为水通道。它还有助于将外部材料与钢瓶中产生的热量隔离开来。

这一直是考虑碳纤维作为发动机缸体材料的缺点。用于制造碳纤维的树脂只能承受250度左右的温度。大多数发动机都达不到这个温度。

碳纤维发动机有哪些缺点？

 

日产碳纤维发动机缸体专利

但是整个发动机缸体的热温度是不同的。碳纤维哑光材料可以吸收大量的热量，但树脂却不行。对于活塞在气缸壁上的摩擦尤其如此。这就是日产选择金属衬垫的原因。

碳纤维作为发动机缸体材料的另一个问题是，机油、防冻剂和燃料可能会侵蚀树脂。特别是，油可能是一种非常具有腐蚀性的化学物质。这些都可能导致磨砂层脱层。

铁不是发动机缸体的唯一材料。铝、镁甚至钛的发动机缸体都看到了希望。当然，铝制发动机缸体已经存在多年了。

镁也是铁的轻量级替代品。但镁合金的强度不如老铁。但是镁发动机已经投入生产。保时捷从1968年到1977年使用镁块。但话说回来，福特、梅赛德斯-奔驰、捷豹，甚至起亚也是如此。

用钛做发动机缸体不是更好吗?

 

日产碳纤维发动机缸体专利

至于钛，是的，它将是铁的一个很好的替代品，除了一些方面。首先，它非常昂贵，这几乎阻碍了大规模生产。而且它也很难加工。由于钛有不同的品种和合金，在加工时会带来不同的困难。将焊缝暴露在氧气或氮气中会导致严重的脆化。

正如我们所看到的，日产很清楚与制造碳纤维发动机缸体有关的问题。它正在考虑的一个优势是，与铁或铝相比，它的工作温度上升得更快。这将减少某些表面过早磨损的可能性。

但在进一步发展之前，碳纤维和钛都用于许多发动机部件中，如气门、活塞连杆和紧固件。