Frecare sub control (atenționat).
Fie că ne place sau nu, fenomenul de frecare însoțește toate elementele mecanice în mișcare. Situația nu este diferită la motoare, și anume la contactul pistoanelor și inelelor cu interiorul cilindrilor, adică. cu suprafața lor netedă. În aceste locuri apar cele mai mari pierderi din cauza frecării dăunătoare, astfel încât dezvoltatorii de unități moderne încearcă să le reducă cât mai mult posibil prin utilizarea tehnologiilor inovatoare.
Nu doar temperatura
Pentru a vă imagina pe deplin ce condiții predomină în motor, este suficient să introduceți valorile în ciclul unui motor cu scânteie, atingând 2.800 K (aproximativ 2.527 grade C) și un motor diesel (2.300 K - aproximativ 2.027 grade C) . Temperatura ridicată afectează dilatarea termică a așa-numitului grup cilindru-piston, format din pistoane, segmente de piston și cilindri. Acestea din urmă sunt, de asemenea, deformate din cauza frecării. Prin urmare, este necesar să se elimine eficient căldura în sistemul de răcire, precum și să se asigure o rezistență suficientă a așa-numitei pelicule de ulei dintre pistoanele care funcționează în cilindri individuali.
Cel mai important lucru este etanșeitatea
Această secțiune reflectă cel mai bine esența funcționării grupului de pistoane menționat mai sus. Este suficient să spunem că pistonul și segmentele pistonului se deplasează de-a lungul suprafeței cilindrului cu viteze de până la 15 m/s! Nu este de mirare atunci că se acordă atât de multă atenție asigurării etanșeității spațiului de lucru al cilindrilor. De ce este asta atât de important? Fiecare scurgere din întregul sistem are ca rezultat direct o reducere a randamentului mecanic al motorului. O creștere a distanței dintre pistoane și cilindri afectează, de asemenea, deteriorarea condițiilor de lubrifiere, inclusiv cea mai importantă problemă, adică. pe stratul corespunzător de peliculă de ulei. Pentru a minimiza frecarea nefavorabilă (împreună cu supraîncălzirea elementelor individuale), sunt utilizate elemente de rezistență crescută. Una dintre metodele inovatoare utilizate în prezent este reducerea greutății pistoanelor care funcționează în cilindrii unităților de putere moderne.
NanoSlide – oțel și aluminiu
Cum poate fi atins în practică scopul de mai sus? Mercedes folosește, de exemplu, tehnologia NanoSlide, care folosește pistoane din oțel în locul celor utilizate în mod obișnuit așa-numitele din aluminiu armat. Pistoanele din otel, fiind mai usoare (sunt cu peste 13 mm mai jos decat cele din aluminiu), permit, printre altele, o reducere a masei contragreutatilor arborelui cotit si ajuta la cresterea durabilitatii lagarelor arborelui cotit si a rulmentului ax pistonului in sine. Această soluție este acum din ce în ce mai utilizată atât în motoarele cu aprindere prin scânteie, cât și în motoarele cu aprindere prin compresie. Care sunt avantajele practice ale tehnologiei NanoSlide? Să începem de la bun început: soluția propusă de Mercedes presupune o combinație de pistoane din oțel cu corpuri (cilindri) din aluminiu. Rețineți că în timpul funcționării normale a motorului, temperatura de funcționare a pistonului este mult mai mare decât suprafața cilindrului. În același timp, coeficientul de dilatare liniară al aliajelor de aluminiu este aproape de două ori mai mare decât cel al aliajelor din fontă (majoritatea cilindrilor și căptușelilor de cilindri utilizate în prezent sunt fabricate din acestea din urmă). Utilizarea unei conexiuni din oțel piston-carcasă din aluminiu poate reduce semnificativ spațiul de instalare al pistonului în cilindru. Tehnologia NanoSlide include și, așa cum sugerează și numele, așa-numita pulverizare. acoperire nanocristalină pe suprafața de susținere a cilindrului, reducând semnificativ rugozitatea suprafeței acestuia. Cu toate acestea, în ceea ce privește pistoanele în sine, acestea sunt fabricate din oțel forjat și de înaltă rezistență. Datorită faptului că sunt mai mici decât omologii lor din aluminiu, au și o greutate redusă. Pistoanele din oțel asigură o etanșare mai bună a spațiului de lucru al cilindrului, ceea ce crește direct eficiența motorului prin creșterea temperaturii de funcționare în camera sa de ardere. Aceasta, la rândul său, are ca rezultat o calitate mai bună a aprinderii și o ardere mai eficientă a amestecului combustibil-aer.
