Stalowe tłoki w silnikach wysokoprężnych Mercedesa
W swoich autach osobowych z silnikiem Diesla Mercedes zastąpi tłoki aluminiowe wykonanymi z wysokowytrzymałej stali.
Takie rozwiązanie można spotkać w wielu pojazdach użytkowych, gdzie stosuje się je wraz z żeliwnymi skrzyniami korbowymi. Tłoki aluminiowe upowszechniły się natomiast w silnikach montowanych w autach osobowych. Zaprojektowane przez Mercedesa tłoki z wysokowytrzymałej stali współpracują z lekkim kadłubem silnika wykonanym z aluminium oraz technologią powlekania gładzi cylindrowych Nanoslide.
Stal i aluminium znacząco różnią się własnościami - ta pierwsza w mniejszym stopniu od aluminium rozszerza się pod wpływem temperatury, słabiej przewodzi ciepło, a do tego jest cięższa. Rozgrzany tłok stalowy rozszerza się w stopniu czterokrotnie mniejszym od jego aluminiowego odpowiednika i może być ciaśniej osadzony w cylindrze. W miarę wzrostu temperatury operacyjnej silnika wzrasta jednak luz pomiędzy nim a aluminiowym kadłubem, co skutkuje mniejszym tarciem. Ponieważ na zespół tłok-cylinder przypada od 40 do 50 proc. tarcia mechanicznego, jego ograniczenia może znacząco przyczynić się do poprawy wydajności.
Do tej pory stalowe tłoki nie były przystosowane do pracy z aluminiowymi kadłubami. Opracowano jednak nowy typ tłoków wykonanych z kutej stali. Powstają one w złożonym procesie produkcji. Zastosowanie wytrzymalszej stali pozwoliło na opracowanie bardziej zwartej konstrukcji, co generalnie równoważy fakt, że nowy materiał jest 3-krotnie gęstszy od aluminium. Nowe tłoki stalowe są o 13 mm niższe aluminiowych (58,6 wobec 71,5 mm).
(fot. Zdjęcie producenta) Za sprawą zmienionej geometrii, waga tłoka ze sworzniem i pierścieniami jest porównywalna z jego aluminiowym odpowiednikiem. Tym samym udało się niemal całkowicie zniwelować różnice w masie dwóch metali, a przy okazji zapewnić dodatkowe rezerwy wytrzymałości na wypadek wzrostu ciśnienia szczytowego w nowszych konstrukcjach.
Równocześnie, zastosowanie stalowych tłoków pozwoliło zwiększyć poziom wydajności - stal ma mniejszą od aluminium przewodność cieplną, co oznacza, że w komorze spalania osiągane są wyższe temperatury. Rezultatem jest lepsza jakość zapłonu i krótszy czas spalania, a co za tym idzie - niższe zużycie paliwa oraz emisja spalin, szczególnie w zakresie niskich i średnich prędkości obrotowych. Tłoki otrzymały również zmodyfikowane kanały chłodzące.
Jako pierwsza nowe rozwiązania otrzyma Klasa E 350 BlueTEC, wyposażona w silnik wysokoprężny V6 (258 KM). Jej spalanie spadnie o ok. 3 proc. do poziomu 5 l/100 km. Przedstawiciele marki przewidują, że nowe tłoki trafią niebawem do 4-cylindrowych turbodiesli Mercedesa. - Zakładamy, że stalowe tłoki będą w przyszłości stosowane w osobowych modelach z silnikiem Diesla na szeroką skalę - powiedział szef działu rozwoju silników Mercedes-Benz, Joachim Schommers.
Źródło: Mercedes-Benz
ll/sj, moto.wp.pl