碳纤维发动机来了！纯碳？有哪些优缺点？

日产向世界知识产权局提交申请，为CarBuzz发现的复合材料发动机缸体申请了专利。

碳纤维一直被认为比钢更好，因为它具有更高的抗应力性能和更轻的重量。虽然它的制造成本更高，但在大规模生产环境中，价格会下降。因此，在某种程度上，碳纤维最终会出现在许多我们通常认为只可能出现在钢铁中的产品中，这是有道理的。比如发动机缸体，这就是为什么日产刚刚为其碳纤维发动机申请了专利。

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。

镁也是铁的轻质替代品。但是镁合金的强度不如好的老铁。但是镁发动机已经投入生产。保时捷从 1968 年到 1977 年使用镁发动机。然后，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。