Trenje pod (pažljivom) kontrolom

Htjeli mi to ili ne, fenomen trenja prati sve pokretne mehaničke elemente. Ništa drugačija situacija nije ni sa motorima, odnosno sa kontaktom klipova i prstenova sa unutrašnjom stranom cilindara, tj. sa njihovom glatkom površinom. Upravo na tim mjestima nastaju najveći gubici od štetnog trenja, pa ih programeri modernih pogona nastoje što više minimizirati korištenjem inovativnih tehnologija.

Ne samo temperatura                                                                                                                        

Da biste u potpunosti shvatili kakvi uslovi vladaju u motoru, dovoljno je uneti vrijednosti ​​u ciklusu motora s varnicom, dostižući 2.800 K (oko 2.527 stepeni C), i dizela (2.300 K - oko 2.027 stepeni C) . Visoke temperature utiču na termičko širenje takozvane grupe cilindar-klip, koju čine klipovi, klipni prstenovi i cilindri. Potonji se također deformiraju zbog trenja. Zbog toga je potrebno efikasno odvoditi toplotu rashladnom sistemu, kao i osigurati dovoljnu čvrstoću takozvanog uljnog filma između klipova koji rade u pojedinačnim cilindrima.

Najvažnija stvar je zategnutost.    

Ovaj odjeljak najbolje odražava suštinu funkcionisanja grupe klipova koja je gore spomenuta. Dovoljno je reći da se klip i klipni prstenovi kreću duž površine cilindra brzinom do 15 m/s! Nije ni čudo što se tolika pažnja posvećuje osiguranju nepropusnosti radnog prostora cilindara. Zašto je to toliko važno? Svako curenje u čitavom sistemu direktno dovodi do smanjenja mehaničke efikasnosti motora. Povećanje zazora između klipova i cilindara takođe utiče na pogoršanje uslova podmazivanja, uključujući i najvažnije pitanje, tj. na odgovarajući sloj uljnog filma. Da bi se smanjilo štetno trenje (uz pregrijavanje pojedinih elemenata), koriste se elementi povećane čvrstoće. Jedna od inovativnih metoda koja se trenutno koristi je smanjenje težine samih klipova, koji rade u cilindrima modernih pogonskih jedinica.                                                   

NanoSlide - čelik i aluminij                                           

Kako se onda gore navedeni cilj može postići u praksi? Mercedes koristi, na primjer, tehnologiju NanoSlide, koja koristi čelične klipove umjesto uobičajeno korištenog takozvanog ojačanog aluminija. Čelični klipovi, budući da su lakši (niži su za više od 13 mm od aluminijumskih), između ostalog omogućavaju smanjenje mase protivutega radilice i pomažu u povećanju izdržljivosti ležajeva radilice i samog ležaja klipne osovine. Ovo rješenje se sada sve više koristi i u motorima sa svjećim paljenjem i sa kompresijskim paljenjem. Koje su praktične prednosti NanoSlide tehnologije? Počnimo od samog početka: rješenje koje je predložio Mercedes uključuje kombinaciju čeličnih klipova s ​​aluminijskim kućištem (cilindrima). Zapamtite da je tokom normalnog rada motora radna temperatura klipa mnogo viša od površine cilindra. Istovremeno, koeficijent linearne ekspanzije aluminijskih legura je gotovo dvostruko veći od legura lijevanog željeza (većina trenutno korištenih cilindara i košuljica cilindara izrađena je od potonjih). Upotreba priključka čeličnog klipa i aluminijuma kućišta može značajno smanjiti montažni razmak klipa u cilindru. Tehnologija NanoSlide također uključuje, kao što ime govori, takozvano raspršivanje. nanokristalni premaz na nosivoj površini cilindra, koji značajno smanjuje hrapavost njegove površine. Međutim, što se tiče samih klipova, oni su izrađeni od kovanog čelika visoke čvrstoće. Zbog činjenice da su niži od svojih aluminijskih kolega, karakterizira ih i manja težina praznog vozila. Čelični klipovi obezbeđuju bolju nepropusnost radnog prostora cilindra, što direktno povećava efikasnost motora povećanjem radne temperature u njegovoj komori za sagorevanje. Ovo se zauzvrat pretvara u bolji kvalitet samog paljenja i efikasnije sagorevanje mešavine goriva i vazduha.