แรงเสียดทานภายใต้การควบคุม (ระวัง)

ไม่ว่าเราจะชอบหรือไม่ก็ตาม ปรากฏการณ์ของแรงเสียดทานจะมาพร้อมกับองค์ประกอบทางกลที่เคลื่อนไหวทั้งหมด สถานการณ์ไม่แตกต่างกับเครื่องยนต์ กล่าวคือ การสัมผัสของลูกสูบและวงแหวนกับด้านในของกระบอกสูบคือ ด้วยพื้นผิวที่เรียบ ในสถานที่เหล่านี้มีการสูญเสียมากที่สุดจากการเสียดสีที่เป็นอันตราย ดังนั้นนักพัฒนาไดรฟ์ที่ทันสมัยจึงพยายามลดไดรฟ์เหล่านี้ให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ผ่านการใช้เทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมใหม่

ไม่ใช่แค่อุณหภูมิ                                                                                                                        

เพื่อให้เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าสภาวะใดที่เกิดขึ้นในเครื่องยนต์ก็เพียงพอที่จะป้อนค่าในวงจรของเครื่องยนต์ประกายไฟถึง 2.800 K (ประมาณ 2.527 องศา C) และเครื่องยนต์ดีเซล (2.300 K - ประมาณ 2.027 องศา C) . อุณหภูมิสูงส่งผลต่อการขยายตัวทางความร้อนของกลุ่มลูกสูบ-ลูกสูบ ซึ่งประกอบด้วยลูกสูบ แหวนลูกสูบ และกระบอกสูบ ส่วนหลังก็มีรูปร่างผิดปกติเนื่องจากการเสียดสี ดังนั้นจึงจำเป็นต้องระบายความร้อนออกจากระบบทำความเย็นอย่างมีประสิทธิภาพตลอดจนรับประกันความแข็งแรงเพียงพอของฟิล์มน้ำมันที่เรียกว่าระหว่างลูกสูบที่ทำงานในแต่ละกระบอกสูบ

สิ่งที่สำคัญที่สุดคือความรัดกุม    

ส่วนนี้สะท้อนถึงสาระสำคัญของการทำงานของกลุ่มลูกสูบที่กล่าวถึงข้างต้นได้ดีที่สุด พูดได้เลยว่าลูกสูบและแหวนลูกสูบเคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวของกระบอกสูบด้วยความเร็วสูงถึง 15 เมตร/วินาที! ไม่น่าแปลกใจเลยที่การให้ความสนใจอย่างมากกับการรับประกันความรัดกุมของพื้นที่ทำงานของกระบอกสูบ ทำไมมันจึงสำคัญ? การรั่วไหลแต่ละครั้งในระบบทั้งหมดทำให้ประสิทธิภาพเชิงกลของเครื่องยนต์ลดลงโดยตรง ช่องว่างระหว่างลูกสูบและกระบอกสูบที่เพิ่มขึ้นยังส่งผลต่อการเสื่อมสภาพของสภาวะการหล่อลื่น รวมถึงปัญหาที่สำคัญที่สุด กล่าวคือ บนชั้นฟิล์มน้ำมันที่สอดคล้องกัน เพื่อลดแรงเสียดทานที่ไม่พึงประสงค์ (พร้อมกับความร้อนสูงเกินไปขององค์ประกอบแต่ละอย่าง) องค์ประกอบของความแข็งแรงที่เพิ่มขึ้นจะถูกนำมาใช้ วิธีการที่เป็นนวัตกรรมใหม่วิธีหนึ่งที่กำลังใช้อยู่ในปัจจุบันคือการลดน้ำหนักของลูกสูบเอง โดยทำงานในกระบอกสูบของหน่วยกำลังที่ทันสมัย                                                   

NanoSlide – เหล็กและอลูมิเนียม                                           

แล้วในทางปฏิบัติจะบรรลุเป้าหมายข้างต้นได้อย่างไร? Mercedes ใช้เทคโนโลยี NanoSlide ซึ่งใช้ลูกสูบเหล็กแทนอะลูมิเนียมเสริมแรงที่ใช้กันทั่วไป ลูกสูบเหล็กที่เบากว่า (ต่ำกว่าลูกสูบอลูมิเนียมมากกว่า 13 มม.) ช่วยลดมวลของถ่วงน้ำหนักเพลาข้อเหวี่ยงและช่วยเพิ่มความทนทานของตลับลูกปืนเพลาข้อเหวี่ยงและตลับลูกปืนพินลูกสูบ ปัจจุบันมีการใช้โซลูชันนี้มากขึ้นทั้งในเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยประกายไฟและเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยการอัด ประโยชน์เชิงปฏิบัติของเทคโนโลยี NanoSlide คืออะไร? เริ่มจากจุดเริ่มต้น: โซลูชันที่ Mercedes เสนอคือการผสมผสานระหว่างลูกสูบเหล็กกับตัวเรือนอะลูมิเนียม (กระบอกสูบ) โปรดจำไว้ว่าในระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์ปกติ อุณหภูมิในการทำงานของลูกสูบจะสูงกว่าพื้นผิวของกระบอกสูบมาก ในเวลาเดียวกัน ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของโลหะผสมอะลูมิเนียมนั้นเกือบสองเท่าของโลหะผสมของเหล็กหล่อ การใช้ข้อต่อตัวเรือนลูกสูบ-อลูมิเนียมแบบเหล็กสามารถลดระยะห่างในการติดตั้งของลูกสูบในกระบอกสูบได้อย่างมาก เทคโนโลยี NanoSlide ยังรวมถึงการสปัตเตอร์ที่เรียกว่าตามชื่อ การเคลือบนาโนคริสตัลไลน์บนพื้นผิวแบริ่งของกระบอกสูบ ซึ่งช่วยลดความหยาบของพื้นผิวได้อย่างมาก อย่างไรก็ตามสำหรับลูกสูบนั้นทำจากเหล็กหล่อและมีความแข็งแรงสูง เนื่องจากน้ำหนักที่ต่ำกว่าอะลูมิเนียมจึงทำให้น้ำหนักของส่วนควบคุมลดลงด้วย ลูกสูบเหล็กทำให้พื้นที่การทำงานของกระบอกสูบแน่นขึ้น ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์โดยตรงโดยการเพิ่มอุณหภูมิในการทำงานในห้องเผาไหม้ ในทางกลับกัน ส่งผลให้คุณภาพการจุดระเบิดดีขึ้นและการเผาไหม้ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศมีประสิทธิภาพมากขึ้น