Motor de aluminio frente a motor de hierro fundido

Ya ha expuesto la razón principal de los bloques de aluminio, que es la reducción de peso. Es el mismo razonamiento que ha llevado a Ford a producir sus camiones de la serie F con una carrocería de aluminio: la reducción de peso equivale a un mayor ahorro de combustible. La mayoría de los fabricantes de hoy en día están utilizando el aluminio en varios lugares para reducir el peso total del vehículo. En cuanto a la oxidación, no suele ser un problema en los bloques de hierro fundido, ya que su vida transcurre bajo techo. Sólo cuando se deja a la intemperie sufre este destino.

Dado que se reduce el peso en la parte delantera del vehículo, en la mayoría de los casos también puede proporcionar un mejor sesgo de peso. Para aquellos vehículos que se preocupan por centrar el peso del vehículo (es decir, Corvette), quitar 110 libras de la parte delantera del coche (cuando se trasladaron al motor LS1 y variantes) ayudó mucho en esta transición (mover la transmisión a la parte trasera del coche también ayudó). Esto puede proporcionar una mejor actitud en las curvas y ayudar con los manierismos de sobre/baja dirección.

Hay tres ventajas principales (que se me ocurren) para un bloque de hierro fundido sobre uno de aluminio:

• Estabilidad dimensional: El aluminio crece más durante el proceso de calentamiento que el hierro. Por lo tanto, hay que tomar precauciones adicionales en los bloques de aluminio para contrarrestar esta condición y evitar problemas.
• Sin camisas de cilindro: Si alguna vez se quiere reconstruir un bloque de aluminio en el que las camisas de los cilindros están tostadas, hay que sustituirlas. Esto supone un gran gasto de mecanizado en comparación con el hecho de tener que perforar los cilindros en un bloque de hierro fundido.
  
• Coste: El hierro fundido se ha utilizado en la industria durante muchos años y es bastante fácil de producir. El aluminio, en cambio, cuesta mucho más de refinar a partir del mineral de bauxita. Sólo en materiales, el coste es mayor. Si a esto le sumamos el coste de las camisas de los cilindros y los procesos especiales de fundición que hay que emplear para que el bloque de aluminio sea correcto, el coste es aún mayor. Sin embargo, el proceso de calentamiento tiene su contrapartida (no se necesita tanta energía para fundir el aluminio en comparación con el hierro fundido), y el aluminio es más fácil de mecanizar (menos desgaste de la maquinaria y las herramientas en comparación con el hierro fundido).
  

No sé por qué crees que un bloque de hierro fundido va a ser más potente que uno de aluminio. Todo depende del motor que se esté mirando y de lo que el fabricante haya hecho en el ámbito del rendimiento. Si sólo quiere comparar los dos, es una decisión que tendrá que tomar usted mismo.

En cuanto a las propiedades del material, una pieza de aluminio tiende a ser más ligera para una resistencia equivalente y debería ser más fácil de enfriar.

Muchas de las desventajas del aluminio se deben a cuestiones de fabricación. Las piezas fundidas de aluminio son potencialmente propensas a los defectos y, aunque el aluminio es blando, no es tan fácil de mecanizar como el hierro fundido, sobre todo con las tolerancias necesarias para un motor. Asimismo, su blandura significa que las superficies de apoyo deben formarse con insertos (las camisas de los cilindros ya se han mencionado en otra respuesta) en lugar de mecanizarse a partir de la fundición. Por la misma razón, las superficies de contacto, como las culatas y las conexiones del colector, son más propensas a sufrir daños durante el montaje y el mantenimiento, y lo mismo ocurre con las roscas, que son propensas a desprenderse y agarrarse.

En comparación, el hierro fundido tiene la particularidad de que se pueden crear superficies endurecidas en una fundición colocando placas de enfriamiento en el molde para crear superficies de apoyo resistentes al desgaste. El hierro fundido también tiene una excelente estabilidad dimensional y buenas propiedades de absorción de vibraciones.

Aunque pensamos que el aluminio es “no oxidable”, la corrosión puede ser un gran problema en los bloques de aluminio. Uno de los motivos es que el contacto entre el aluminio y el acero puede provocar corrosión galvánica, lo que supone un problema especial cuando hay elementos como las camisas de los cilindros y los espárragos, que deben ser de acero.

Desde un punto de vista práctico,

Mi VW GTI 04 tiene un bloque de aluminio y el turbo, y una cosa a tener en cuenta un aluminio es más suave que el hierro fundido y es más fácil de pelar, o cicatrices. Tengo experiencia de primera mano rayando los agujeros de los pernos que van al turbo hasta el tubo de bajada. Los tiempos que deseaba que era de hierro fundido. También me imagino que sería más susceptible a los problemas de compresión debido a romper más rápido que el hierro fundido.

Sólo mis puntos de vista de debajo del capó.

Además, el peso extra en la parte delantera del vehículo oiga en Nueva Inglaterra es probablemente más de un beneficio, ya que debe ayudar con la tracción en la carretera en condiciones resbaladizas.

También existe el hierro con grafito compactado, los vehículos utilizan esta nueva alternativa desde 2004. Permite que las moléculas formen una matriz más densa al enfriarse, lo que proporciona las ventajas del hierro (mucho más duradero), así como las del aluminio (mucho más ligero).

Los motores de aluminio también tienen una mejor transferencia de calor, lo que puede reducir los puntos calientes del motor y la tendencia al golpeteo.

Cuando el límite de la potencia es el golpeteo del motor, lo que suele ser el caso, los motores de aluminio con las mismas especificaciones/dimensiones serían más resistentes al golpeteo y tenderían a ser capaces de alcanzar más potencia. Por ejemplo, con más resistencia al golpeteo, una cosa que se suele hacer es aumentar la compresión/el avance de encendido para aumentar la potencia del motor.

Si todos los ajustes del motor siguen siendo los mismos, como cuando la puesta a punto del motor no se ajusta por el cambio de materiales, el hierro fundido probablemente haría una pequeña cantidad más de caballos de fuerza. Esto sucede porque la cámara de combustión de hierro fundido roba menos calor durante el evento de combustión, y se conservaría más calor para el trabajo real.

Un bloque de motor de hierro fundido más fuerte sería una ventaja en algunas circunstancias especiales en las que el motor está limitado por la resistencia de las piezas en lugar de por el golpeteo, como un motor de metanol de inducción forzada de baja compresión con grandes cantidades de sobrealimentación y nitroso.

Como ya se ha mencionado antes: El aluminio es más ligero (sg 2,5 en lugar de 7,8 kg/l) tiene mejor conductividad térmica, pero es más caro de producir, pero menos caro de reciclar. El aluminio fundido se puede reparar mediante soldadura, incluso hay ejemplos de motores fundidos y soldados. (Rover Metro amputó motores V8 a V6 para los rallyes en los años ochenta) La fundición normal (fundición gris laminar) es más barata, más fácil de fundir, tiene menores propiedades mecánicas y mejores capacidades de amortiguación de las vibraciones. La fundición es difícil de reparar mediante soldadura. La fundición nodular es mucho más resistente pero tiene una capacidad de amortiguación mecánica de las vibraciones mucho menor. (pero sigue siendo superior a la fundición de aluminio). A lo largo de los años se ha pasado de motores totalmente de fundición gris (incluso con pistones de fundición) (40CV/litro de cilindrada total) a bloques de cilindros de fundición con culatas de aluminio (50-60CV/l, a motores totalmente de aluminio (bloque de cilindros más culata) hasta 80CV/l (motores atmosféricos) Hoy en día se tiende a cambiar a la fundición nodular debido a los costes y a la comodidad) En los coches de altas prestaciones, los motores de aluminio (hasta 140CV/l atmosféricos) siguen siendo los favoritos, debido al ahorro de peso y a la capacidad de refrigeración, haciendo que los costes sean menos relevantes. Saludos cordiales, Jurgen Prinsen, ingeniero metalúrgico y de soldadura, Petrolhead y propietario de varios coches italianos (Alfa Romeo (bóxers, motores 4 rectos Nord y motores V6 Busso) y Ferrari 456 (motor V12 116B de 5,5L)

Desde el punto de vista de la capacidad térmica, los motores de hierro fundido tardarán más en calentarse, pero también más en enfriarse. Digamos que usted detiene el motor después de la conducción, y lo vuelve a arrancar en un par de horas, el bloque de hierro fundido estará mucho más caliente que el de aleación, y si hace esto varias veces, tendrá muchos menos ciclos de calentamiento/enfriamiento, lo que es mejor para la vida útil del motor. Este es uno de los factores que contribuyen a la longevidad de los motores de hierro fundido en comparación con los motores de aluminio similares.