Алюминиевые блоки цилиндров (которые отличаются от головок цилиндров) при некоторых обстоятельствах склонны к растрескиванию, как и их чугунные аналоги. Однако факторы, вызывающие их растрескивание, и то, как оба материала реагируют на различные стрессовые факторы, могут существенно различаться.
Алюминиевые блоки двигателя имеют некоторые преимущества перед чугунными блоками, но устойчивость к растрескиванию не входит в их число. Оба металла могут получить структурные повреждения в результате сильного перегрева, замерзания охлаждающей жидкости, дефектов во время литья, повреждений при столкновении, неправильной механической обработки или длительного износа и усталости, а также других факторов, способствующих этому. Появятся ли на блоке трещины или нет, во многом зависит от использования, а также от условий (и контроля качества), в которых он был изготовлен.
Главной отличительной чертой чугуна и алюминия является тепловое расширение. Алюминий при повышении температуры расширяется намного больше, чем чугун. Однако это не означает, что алюминий по своей природе более хрупок. Блоки двигателя и другие компоненты будут спроектированы с учетом такого расширения, чтобы минимизировать любые повреждения.
Чугун расширяется меньше, чем алюминий, в течение теплового цикла. Это не означает, что чугунный блок неуязвим для разрушения: дефекты литья и чрезмерное нагревание все равно могут привести к появлению трещин. А в алюминиевых блоках с литыми железными вкладышами исследователи обнаружили, что несоответствие теплового расширения создает остаточные напряжения и увеличивает склонность к растрескиванию.
Тепло, лед и дефекты литья являются основными виновниками.
Хотя алюминиевые блоки обычно проектируются с учетом определенного уровня теплового расширения и других температурных напряжений, они имеют тенденцию растрескиваться вокруг отверстий цилиндров и других мест со сложной геометрией, где в ходе повторяющихся тепловых циклов могут возникать деформации. Что касается блоков с открытой палубой по сравнению с блоками с закрытой палубой, открытые модели могут иметь здесь небольшое преимущество, поскольку они, как правило, работают холоднее, чем аналогичные закрытые конструкции.
Естественно, замораживание также оказывает огромное напряжение на оба материала и является еще одной серьезной причиной растрескивания. Системы с несбалансированным соотношением воды и антифриза особенно подвержены этому, поскольку расширение может расколоть тонкие участки блока или расколоть стенки цилиндров при замерзании охлаждающей жидкости.
Из-за повышенной восприимчивости алюминия к тепловому расширению обслуживание системы охлаждения чрезвычайно важно. Засоры и потери охлаждающей жидкости, а также более серьезные проблемы, такие как выход из строя вентиляторов или водяных насосов, могут привести к образованию горячих точек, где температура превышает температуру, которую может безопасно выдержать поверхность блока.
Качество литья — третья часть в троице причин, вызывающих серьезные неисправности. Алюминиевые блоки двигателей представляют собой отливки, а литой алюминий подвержен таким дефектам, как газовая пористость, усадочная пористость и оксидные включения. Пора не означает автоматически непригодный для использования блок, но она может стать очагом стресса. Рецензируемое исследование, опубликованное в журнале Materials, показало, что усталостные разрушения, связанные с пористостью, почти всегда начинаются в порах, когда речь идет об алюминиевых сплавах, отлитых под высоким давлением, в то время как другие исследования ясно показывают, что размер пор сильно влияет на усталостные характеристики литого алюминиевого сплава 319.
