Súrlódás (gondos) ellenőrzés alatt
Akár tetszik, akár nem, a súrlódás jelensége minden mozgó mechanikai elemet elkísér. Nincs ez másként a motoroknál sem, mégpedig a dugattyúk és a gyűrűk érintkezésével a hengerek belső oldalával, pl. sima felületükkel. Ezeken a helyeken keletkeznek a legnagyobb veszteségek a káros súrlódásból, ezért a modern hajtások fejlesztői innovatív technológiák alkalmazásával igyekeznek ezeket a lehető legkisebbre csökkenteni.
Nem csak a hőmérséklet
Ahhoz, hogy teljes mértékben megértsük, milyen feltételek uralkodnak a motorban, elegendő megadni az értékeket a szikrázó motor ciklusában, amely eléri a 2.800 K-t (kb. 2.527 °C) és a dízelmotort (2.300 K-körülbelül 2.027 °C). . A magas hőmérséklet befolyásolja a dugattyúkból, dugattyúgyűrűkből és hengerekből álló, úgynevezett henger-dugattyú csoport hőtágulását. Ez utóbbiak is deformálódnak a súrlódás miatt. Ezért szükséges a hűtőrendszer hatékony hőelvezetése, valamint az egyes hengerekben működő dugattyúk közötti úgynevezett olajfilm megfelelő szilárdságának biztosítása.
A legfontosabb a szorosság.
Ez a rész tükrözi legjobban a fent említett dugattyúcsoport működésének lényegét. Elég, ha csak annyit mondunk, hogy a dugattyú és a dugattyúgyűrűk akár 15 m/s sebességgel mozognak a henger felületén! Nem csoda hát, hogy ekkora figyelmet fordítanak a hengerek munkaterének tömítettségére. Miért olyan fontos? Minden szivárgás a teljes rendszerben közvetlenül a motor mechanikai hatásfokának csökkenéséhez vezet. A dugattyúk és a hengerek közötti hézag növekedése a kenési feltételek romlását is befolyásolja, beleértve a legfontosabb kérdést, pl. a megfelelő olajfilmrétegre. A káros súrlódás minimalizálása érdekében (az egyes elemek túlmelegedésével együtt) megnövelt szilárdságú elemeket használnak. Az egyik jelenleg alkalmazott innovatív módszer a modern hajtóművek hengereiben működő dugattyúk tömegének csökkentése.
NanoSlide - acél és alumínium
Hogyan érhető el tehát a gyakorlatban a fent említett cél? A Mercedes például a NanoSlide technológiát alkalmazza, amely az általánosan használt úgynevezett megerősített alumínium helyett acéldugattyúkat használ. Az acéldugattyúk, mivel könnyebbek (több mint 13 mm-rel alacsonyabbak, mint az alumíniumok), többek között lehetővé teszik a főtengely-ellensúlyok tömegének csökkentését, valamint hozzájárulnak a főtengely-csapágyak és magának a dugattyúcsap-csapágynak a tartósságának növeléséhez. Ezt a megoldást egyre gyakrabban alkalmazzák mind a szikragyújtású, mind a kompressziós gyújtású motorokban. Melyek a NanoSlide technológia gyakorlati előnyei? Kezdjük az elejéről: a Mercedes által javasolt megoldás az acéldugattyúk és az alumínium ház (henger) kombinációját foglalja magában. Ne feledje, hogy a motor normál működése során a dugattyú üzemi hőmérséklete sokkal magasabb, mint a henger felülete. Ugyanakkor az alumíniumötvözetek lineáris tágulási együtthatója közel kétszerese az öntöttvas ötvözetekének (a jelenleg használt hengerek és hengerbetétek többsége ez utóbbiból készül). Az acél dugattyú-alumínium ház csatlakozás használata jelentősen csökkentheti a dugattyú szerelési hézagát a hengerben. A NanoSlide technológiához tartozik, ahogy a neve is sugallja, az úgynevezett porlasztást. nanokristályos bevonat a henger felfekvő felületén, ami jelentősen csökkenti felületének érdességét. Maguk a dugattyúk azonban kovácsolt és nagy szilárdságú acélból készülnek. Alumínium társaiknál alacsonyabb fekvésének köszönhetően kisebb önsúly is jellemző rájuk. Az acéldugattyúk jobb tömítettséget biztosítanak a henger munkaterében, ami közvetlenül növeli a motor hatásfokát azáltal, hogy megnöveli az üzemi hőmérsékletet az égésterében. Ez pedig maga a gyújtás jobb minőségét és az üzemanyag-levegő keverék hatékonyabb égését eredményezi.
