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宝马镁铝合金发动机的秘密是什么?

镁合金是一种以镁为基础,添加其他元素的合金。它的特点包括密度低、减震性好、承受冲击载荷的能力大,且具有良好的铸造性和切削性。这些特点使得镁合金非常适合用于发动机结构材料。

宝马N52发动机的镁铝合金缸体并不是简单地将镁和铝熔合,而是采用了独特的复合材料设计。气缸体的内层由硅铝合金制成,外层则由镁合金铸造。这种设计不仅减轻了重量,还提高了整体强度。

为了防止不同金属之间的电化学腐蚀,N52发动机在气缸盖和气缸体之间设计了一个带有密封唇的垫片。虽然采取了各种措施减少腐蚀的发生,但由于镁材料的特殊性,镁铝合金复合结构的使用寿命仍然无法与传统铝合金气缸媲美。

除了防腐蚀问题,工程师还需要解决不同金属膨胀系数不同的问题。当发动机从冷态过渡到热态时,镁和铝的膨胀系数相近,但与铁的差异较大,这可能导致螺栓松动。因此,宝马在某些特殊部位使用了铝制螺栓来解决这个问题。

然而,宝马在后来发布的涡轮增压车型中不再使用镁铝合金缸体。例如,N54双涡轮增压发动机、N55单涡轮双涡管技术发动机和N20直列四缸发动机,都回归了传统的铝合金气缸。这主要是因为涡轮增压系统增加了驱动扭矩,气缸需要由单一材料制成,而N52上的复合结构难以满足这一需求。

总的来说,宝马的镁铝合金缸体虽然在减重方面取得了突破,但其复杂性和特殊性限制了其在现代涡轮增压发动机中的应用。不过,这种创新的尝试为未来的轻量化技术积累了宝贵的经验。

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