Fricció sota control (acurat).
Ens agradi o no, el fenomen de la fricció acompanya tots els elements mecànics en moviment. La situació no és diferent amb els motors, és a dir, amb el contacte dels pistons i anelles amb la cara interior dels cilindres, és a dir. amb la seva superfície llisa. És en aquests llocs on es produeixen les pèrdues més grans per fricció perjudicial, de manera que els desenvolupadors de les unitats modernes intenten minimitzar-les al màxim mitjançant l'ús de tecnologies innovadores.
No només la temperatura
Per entendre completament quines condicions predominen al motor, n'hi ha prou d'introduir els valors en el cicle d'un motor d'espurna, arribant a 2.800 K (uns 2.527 graus C) i dièsel (2.300 K - uns 2.027 graus C) . Les altes temperatures afecten l'expansió tèrmica de l'anomenat grup cilindre-pistó, format per pistons, anells i cilindres. Aquests últims també es deformen per fricció. Per tant, cal eliminar eficaçment la calor al sistema de refrigeració, així com garantir la força suficient de l'anomenada pel·lícula d'oli entre els pistons que funcionen en cilindres individuals.
El més important és l'estanquitat.
Aquesta secció reflecteix millor l'essència del funcionament del grup de pistons esmentat anteriorment. Només cal dir que el pistó i els anells es mouen al llarg de la superfície del cilindre a una velocitat de fins a 15 m/s! No és estrany doncs que es presti tanta atenció a garantir l'estanquitat de l'espai de treball dels cilindres. Per què és tan important? Cada fuga en tot el sistema condueix directament a una disminució de l'eficiència mecànica del motor. Un augment de la bretxa entre els pistons i els cilindres també afecta el deteriorament de les condicions de lubricació, inclòs el tema més important, és a dir. a la capa corresponent de pel·lícula d'oli. Per minimitzar la fricció adversa (juntament amb el sobreescalfament d'elements individuals), s'utilitzen elements de resistència augmentada. Un dels mètodes innovadors que s'utilitzen actualment és reduir el pes dels propis pistons, treballant en els cilindres de les unitats de potència modernes.
NanoSlide: acer i alumini
Com es pot, doncs, assolir a la pràctica l'objectiu esmentat anteriorment? Mercedes utilitza, per exemple, la tecnologia NanoSlide, que utilitza pistons d'acer en comptes de l'anomenat alumini reforçat que s'utilitza habitualment. Els pistons d'acer, en ser més lleugers (són més de 13 mm més baixos que els d'alumini), permeten, entre d'altres, reduir la massa dels contrapesos del cigonyal i ajuden a augmentar la durabilitat dels coixinets del cigonyal i del propi coixinet del passador del pistó. Aquesta solució s'utilitza cada cop més tant en motors d'encesa per espurna com d'encesa per compressió. Quins són els avantatges pràctics de la tecnologia NanoSlide? Comencem pel principi: la solució proposada per Mercedes passa per la combinació de pistons d'acer amb carcasses (cilindres) d'alumini. Recordeu que durant el funcionament normal del motor, la temperatura de funcionament del pistó és molt superior a la superfície del cilindre. Al mateix temps, el coeficient d'expansió lineal dels aliatges d'alumini és gairebé el doble que els aliatges de ferro colat (la majoria dels cilindres i camisas de cilindres que s'utilitzen actualment estan fets d'aquests últims). L'ús d'una connexió de carcassa de pistó d'acer i alumini pot reduir significativament la distància de muntatge del pistó al cilindre. La tecnologia NanoSlide també inclou, com el seu nom indica, l'anomenada sputtering. recobriment nanocristal·lí a la superfície de suport del cilindre, que redueix significativament la rugositat de la seva superfície. Tanmateix, pel que fa als propis pistons, estan fets d'acer forjat i d'alta resistència. A causa del fet que són més baixos que els seus homòlegs d'alumini, també es caracteritzen per un pes en frenada més baix. Els pistons d'acer proporcionen una millor estanquitat de l'espai de treball del cilindre, la qual cosa augmenta directament l'eficiència del motor augmentant la temperatura de funcionament a la seva cambra de combustió. Això, al seu torn, es tradueix en una millor qualitat de la pròpia ignició i una combustió més eficient de la mescla combustible-aire.
