Trenje pod (skrbnim) nadzorom
Če nam je všeč ali nočemo, pojav trenja spremlja vse gibljive mehanske elemente. Nič drugače ni pri motorjih, in sicer pri stiku batov in obročkov z notranjo stranjo valjev, t.j. s svojo gladko površino. Prav na teh mestih nastanejo največje izgube zaradi škodljivega trenja, zato jih razvijalci sodobnih pogonov poskušajo čim bolj zmanjšati z uporabo inovativnih tehnologij.
Ne samo temperatura
Da bi popolnoma razumeli, kakšni pogoji prevladujejo v motorju, je dovolj, da vnesete vrednosti v cikel motorja z vžigom, ki doseže 2.800 K (približno 2.527 stopinj C), in dizel (2.300 K - približno 2.027 stopinj C) . Visoke temperature vplivajo na toplotno raztezanje tako imenovane cilindrsko-batne skupine, ki jo sestavljajo bati, batni obročki in valji. Slednji se zaradi trenja tudi deformirajo. Zato je treba učinkovito odvajati toploto v hladilni sistem, pa tudi zagotoviti zadostno trdnost tako imenovanega oljnega filma med bati, ki delujejo v posameznih valjih.
Najpomembnejša stvar je tesnost.
Ta del najbolje odraža bistvo delovanja zgoraj omenjene batne skupine. Dovolj je reči, da se bat in batni obročki gibljejo po površini valja s hitrostjo do 15 m/s! Nič čudnega torej, da se toliko pozornosti namenja zagotavljanju tesnosti delovnega prostora valjev. Zakaj je tako pomemben? Vsako puščanje v celotnem sistemu neposredno povzroči zmanjšanje mehanske učinkovitosti motorja. Povečanje reže med bati in valji vpliva tudi na poslabšanje pogojev mazanja, vključno z najpomembnejšim problemom, tj. na ustrezno plast oljnega filma. Za zmanjšanje neugodnega trenja (skupaj s pregrevanjem posameznih elementov) se uporabljajo elementi povečane trdnosti. Ena od inovativnih metod, ki se trenutno uporabljajo, je zmanjšanje teže samih batov, ki delujejo v valjih sodobnih pogonskih enot.
NanoSlide - jeklo in aluminij
Kako torej zgoraj omenjeni cilj doseči v praksi? Mercedes uporablja na primer tehnologijo NanoSlide, ki uporablja jeklene bate namesto običajno uporabljenega tako imenovanega ojačanega aluminija. Jekleni bati, ki so lažji (so več kot 13 mm nižji od aluminijastih), med drugim omogočajo zmanjšanje mase protiuteži ročične gredi in pripomorejo k večji vzdržljivosti ležajev ročične gredi in samega ležaja batnega sornika. Ta rešitev se zdaj vse pogosteje uporablja tako pri motorjih na prisilni vžig kot pri motorjih na kompresijski vžig. Kakšne so praktične prednosti tehnologije NanoSlide? Začnimo od začetka: rešitev, ki jo predlaga Mercedes, vključuje kombinacijo jeklenih batov z aluminijastimi ohišji (valji). Ne pozabite, da je med normalnim delovanjem motorja delovna temperatura bata veliko višja od površine valja. Hkrati je koeficient linearnega raztezanja aluminijevih zlitin skoraj dvakrat večji od zlitin litega železa (večina trenutno uporabljenih jeklenk in jeklenk je izdelana iz slednjih). Uporaba povezave jeklenega bata z aluminijastim ohišjem lahko znatno zmanjša montažno zračnost bata v valju. Tehnologija NanoSlide vključuje, kot že ime pove, tudi ti sputtering. nanokristalna prevleka na nosilni površini valja, ki bistveno zmanjša hrapavost njegove površine. Kar se tiče samih batov, so izdelani iz kovanega in visoko trdnega jekla. Zaradi dejstva, da so nižji od svojih aluminijastih sorodnikov, jih odlikuje tudi manjša masa praznega vozila. Jekleni bati zagotavljajo boljšo tesnost delovnega prostora cilindra, kar neposredno poveča učinkovitost motorja s povišanjem delovne temperature v njegovi zgorevalni komori. To pa pomeni boljšo kakovost samega vžiga in učinkovitejše zgorevanje mešanice goriva in zraka.
