Sürtünme (dikkatli) kontrol altında
Beğensek de beğenmesek de sürtünme olgusu tüm hareketli mekanik elemanlara eşlik eder. Motorlarda da durum farklı değildir yani piston ve segmanların silindir içlerine temasında yani. pürüzsüz yüzeyleri ile. Zararlı sürtünmeden kaynaklanan en büyük kayıpların meydana geldiği yer burasıdır, bu nedenle modern tahrik geliştiricileri, yenilikçi teknolojilerin kullanımıyla bunları mümkün olduğunca azaltmaya çalışmaktadır.
Sadece sıcaklık değil
Motorda hangi koşulların geçerli olduğunu tam olarak hayal etmek için, 2.800 K'ye (yaklaşık 2.527 derece C) ulaşan bir kıvılcım motorunun ve bir dizel motorun (2.300 K - yaklaşık 2.027 derece C) döngüsündeki değerleri girmek yeterlidir. . Yüksek sıcaklık, pistonlardan, piston segmanlarından ve silindirlerden oluşan silindir-piston grubu adı verilen grubun termal genleşmesini etkiler. İkincisi ayrıca sürtünme nedeniyle deforme olur. Bu nedenle, soğutma sistemindeki ısıyı etkili bir şekilde uzaklaştırmanın yanı sıra, ayrı silindirlerde çalışan pistonlar arasındaki sözde yağ filminin yeterli mukavemetini sağlamak gerekir.
En önemli şey sıkılıktır
Bu bölüm yukarıda bahsedilen piston grubunun işleyişinin özünü en iyi şekilde yansıtmaktadır. Piston ve piston segmanlarının silindir yüzeyi boyunca 15 m/s'ye varan hızlarda hareket ettiğini söylemek yeterlidir! O halde silindirlerin çalışma alanının sıkılığının sağlanmasına bu kadar dikkat edilmesi şaşırtıcı değil. Bu neden bu kadar önemli? Sistemin tamamındaki her sızıntı doğrudan motorun mekanik veriminin düşmesine neden olur. Pistonlar ve silindirler arasındaki boşluğun artması, yağlama koşullarının da bozulmasına neden olur ve en önemli konu olan yağlamadır. karşılık gelen yağ filmi tabakası üzerinde. Olumsuz sürtünmeyi en aza indirmek için (bireysel elemanların aşırı ısınmasıyla birlikte), mukavemeti arttırılmış elemanlar kullanılır. Şu anda kullanılan yenilikçi yöntemlerden biri, modern güç ünitelerinin silindirlerinde çalışan pistonların ağırlığının azaltılmasıdır.
NanoSlide – çelik ve alüminyum
O halde yukarıdaki hedefe pratikte nasıl ulaşılabilir? Mercedes, örneğin, yaygın olarak kullanılan güçlendirilmiş alüminyum pistonlar yerine çelik pistonların kullanıldığı NanoSlide teknolojisini kullanıyor. Daha hafif olan çelik pistonlar (alüminyum olanlardan 13 mm'den daha alçaktır), diğer şeylerin yanı sıra krank mili karşı ağırlıklarının kütlesinin azaltılmasına olanak tanır ve krank mili yataklarının ve piston pimi yatağının dayanıklılığının arttırılmasına yardımcı olur. Bu çözüm artık hem kıvılcım ateşlemeli hem de sıkıştırma ateşlemeli motorlarda giderek daha fazla kullanılmaktadır. NanoSlide teknolojisinin pratik avantajları nelerdir? En baştan başlayalım: Mercedes'in önerdiği çözüm, çelik pistonların alüminyum gövdelerle (silindirler) birleşimini içeriyor. Normal motor çalışması sırasında pistonun çalışma sıcaklığının silindir yüzeyinden çok daha yüksek olduğunu unutmayın. Aynı zamanda, alüminyum alaşımlarının doğrusal genleşme katsayısı, dökme demir alaşımlarınınkinden neredeyse iki kat daha büyüktür (şu anda kullanılan silindirlerin ve silindir gömleklerinin çoğu ikincisinden yapılmıştır). Çelik piston-alüminyum mahfaza bağlantısının kullanılması, pistonun silindir içindeki montaj boşluğunu önemli ölçüde azaltabilir. NanoSlide teknolojisi, adından da anlaşılacağı gibi püskürtme adı verilen özelliği de içerir. Silindirin destek yüzeyindeki nanokristalin kaplama, yüzeyinin pürüzlülüğünü önemli ölçüde azaltır. Ancak pistonların kendileri dövme ve yüksek mukavemetli çelikten yapılmıştır. Alüminyum muadillerine göre daha alçak olması nedeniyle boş ağırlığı da daha düşüktür. Çelik pistonlar, silindir çalışma alanının daha iyi sızdırmazlığını sağlar, bu da yanma odasındaki çalışma sıcaklığını artırarak motor verimliliğini doğrudan artırır. Bu da daha iyi ateşleme kalitesi ve yakıt-hava karışımının daha verimli yanması ile sonuçlanır.
