알루미늄 엔진 블록(실린더 헤드와 다름)은 주철 엔진 블록과 마찬가지로 일부 상황에서 균열이 발생하기 쉽습니다. 그러나 균열을 일으키는 요인과 다양한 스트레스 요인에 따라 두 재료가 반응하는 방식은 크게 다를 수 있습니다.
알루미늄 엔진 블록은 주철 블록에 비해 몇 가지 장점이 있지만 균열에 대한 내성은 그중 하나가 아닙니다. 두 금속 모두 심각한 과열, 냉각수 결빙, 주조 중 결함, 충돌 손상, 부적절한 기계 가공, 장기간의 마모 및 피로 등으로 인해 구조적 손상을 입을 수 있습니다. 블록에 균열이 생길지 여부는 주로 블록이 제조된 조건(및 품질 관리)뿐만 아니라 용도에 따라 달라집니다.
주철과 알루미늄의 주요 특징은 열팽창입니다. 알루미늄은 온도가 상승함에 따라 주철보다 훨씬 더 많이 팽창합니다. 그러나 이것이 알루미늄이 본질적으로 더 취약하다는 것을 의미하지는 않습니다. 엔진 블록 및 기타 구성 요소는 손상을 완화하기 위해 이러한 종류의 확장을 염두에 두고 설계됩니다.
주철은 열 사이클 전반에 걸쳐 알루미늄보다 덜 팽창합니다. 이는 주철 블록이 파손에 영향을 받지 않는다는 의미는 아닙니다. 주조 결함과 과도한 열로 인해 여전히 균열이 발생할 수 있습니다. 그리고 주조 철 라이너가 있는 알루미늄 블록에서 연구원들은 열팽창의 불일치로 인해 잔류 응력이 생성되고 균열에 대한 민감성이 증가한다는 것을 발견했습니다.
열, 얼음, 주조 결함이 주요 원인입니다.
알루미늄 블록은 일반적으로 특정 수준의 열팽창 및 기타 온도 관련 응력을 수용하도록 설계되지만 실린더 보어 및 기타 복잡한 기하학적 구조가 있는 장소 주변에서 균열이 발생하는 경향이 있으며, 열 사이클이 반복되는 동안 왜곡이 발생할 수 있습니다. 개방형 데크와 폐쇄형 데크 블록의 측면에서 개방형 모델은 유사한 폐쇄형 설계보다 더 시원하게 작동하는 경향이 있으므로 여기서 약간의 우위를 가질 수 있습니다.
당연히 동결은 두 재료 모두에 엄청난 급성 응력을 가하며 균열의 또 다른 주요 원인이기도 합니다. 물과 부동액의 비율이 불균형한 시스템은 냉각수가 얼 때 팽창이 블록의 얇은 영역을 분할하거나 실린더 벽에 균열을 일으킬 수 있기 때문에 특히 이에 취약합니다.
알루미늄은 열팽창에 대한 민감성이 높기 때문에 냉각 시스템 유지 관리가 매우 중요합니다. 막힘과 냉각수 손실, 그리고 팬이나 물 펌프 고장과 같은 더 심각한 문제로 인해 온도가 블록 표면이 안전하게 처리할 수 있는 수준을 초과하는 핫스팟이 발생할 수 있습니다.
주조 품질은 주요 실패 원인 삼위일체 중 세 번째 부분입니다. 알루미늄 엔진 블록은 주조물이며 주조 알루미늄은 가스 다공성, 수축 다공성 및 산화물 함유물과 같은 결함이 발생할 수 있습니다. 모공이 자동으로 사용할 수 없는 블록을 의미하는 것은 아니지만 스트레스의 초점이 될 수 있습니다. Materials 저널에 발표된 동료 검토 연구에 따르면 고압 다이캐스트 알루미늄 합금의 경우 다공성과 관련된 피로 파괴가 거의 항상 기공에서 시작되는 것으로 나타났습니다. 반면 다른 연구에서는 기공 크기가 주조 319 알루미늄 합금의 피로 성능에 큰 영향을 미친다는 사실이 명확하게 나타났습니다.
