由于铝合金具有密度小、比强度高等一系列优良特性,铝合金发动机的出现很好地应了汽车轻量化进程,既在生产过程中节约了原材料,又在实际应用消费中节省了燃油,降低了汽车尾气排放,顺应了新兴产业的快速发展与节能减排的环保政策要求。本文以牌号为AC4B的Al-Si-Cu合金为研究对象,利用Creo三维设计软件设计了一种新型的低压铸造抗拉试棒与流动性试棒的浇注系统模型,并利用Pro CAST铸造模拟软件验证了其结构的合理性;选用适合的试验设备与合理的测试设备,确定了待测机械性能项目后,利用此新型试棒模具在低压铸造、真空辅助低压铸造、超声辅助低压铸造三种工艺下对试棒进行浇注成型,并对铸件的组织性能做了深入研究,优选出了合适的铸造工艺参数;在试棒铸造工艺下最优铸造工艺参数下,利用某型号发动机缸盖的模具在上述三种铸造工艺下对该发动机缸盖进行试制并对比了其组织性能。较高的保压压力能使同一温度下的铸件性能得到提高;浇注温度降低能使同一保压压力下铸件的力学性能得到提高,但是温度过低会使铸件的组织发生偏析,进而影响力学性能。真空度由-0 bar增大至-0.6 bar,真空辅助低压铸造提高铝水充型时的流动性,能有效地减少铸件凝固组织的气孔;真空度增大至-0.6 bar时,铝水充型能力最强,铸件的孔隙率降到最低。超声功率由0 W提高至720 W,在超声作用下铸件的晶粒组织显著细化,机械性能显著提升;超声功率720 W下组织细化程度、性能提高幅度组别中为最大;超声辅助低压铸造中,对于性能提高,超声作用起主要作用;超声强度提高至1080W,由于超声辐射杆与设备共振,并且超声在模腔内反射与抵消,组织超声晶粒细化程度降低。低压铸造工艺下铝合金缸盖成型,组织与性能按与按距离浇口位置由远及近铸件变差;少部分铸件外型出现冷隔缺陷,内部组织夹杂氧化膜,并在热节处出现缩松缩孔。真空工艺辅助低压铸造成型,提高了较低温度下铝水的充型能力,铝水流动性增强使得铸件宏观无冷隔、浇不足等缺陷;微观组织细小均匀,未发现氧化膜夹杂等缺陷。超声工艺用于辅助低压铸造成型,对易产生缩松缩孔组织粗大的凸轮上部进行超声处理,铸件的组织被细化,机械性能显著提高。