Από 2% έως 4% χαμηλότερη κατανάλωση και εκπομπές CO2, εξασφαλίζουν οι πετρελαιοκινητήρες των επιβατικών οχημάτων Mercedes, των πρώτων κινητήρων στον κόσμο που είναι εξοπλισμένοι με καινοτόμα πιστόνια χάλυβα σε συνδυασμό με περίβλημα από κράμα ελαφρού σιδήρου.
Τα πλεονεκτήματα όσον αφορά στην κατανάλωση είναι σημαντικά, ενώ γίνονται πιο εμφανή στις χαμηλές και μεσαίες καθημερινές ταχύτητες. Το Σεπτέμβριο του 2014, πραγματοποιήθηκε η παγκόσμια πρεμιέρα του νέου, υψηλής τεχνολογίας πιστονιού χάλυβα, καθώς τοποθετήθηκε σε όχημα παραγωγής, και συγκεκριμένα στον πετρελαιοκινητήρα V6 της Mercedes E 350 BlueTEC.
Με την πρώτη ματιά, ο συνδυασμός περιβλήματος αλουμινίου με πιστόνια από χάλυβα φαίνεται προβληματικός, διότι ο χάλυβας διαστέλλεται λιγότερο όταν θερμαίνεται σε σχέση με το αλουμίνιο. Επιπλέον, ο χάλυβας παρουσιάζει χαμηλότερη αγωγιμότητα στη θερμότητα και είναι πιο βαρύς (γι’ αυτόν το λόγο μέχρι σήμερα χρησιμοποιούνταν πιστόνια αλουμινίου). Παρόλα αυτά, οι σχεδιαστές κινητήρων στη Στουτγάρδη κατάφεραν να μετατρέψουν αυτά τα μειονεκτήματα σε πλεονεκτήματα.
Για παράδειγμα, η μικρή διαστολή του χάλυβα όταν αυξάνουν οι λειτουργικές θερμοκρασίες, εξασφαλίζει ότι θα αυξάνεται ο κενός χώρος μεταξύ πιστονιού και περιβλήματος, κι έτσι ελαττώνεται η τριβή κατά 40 έως 50%. Παράλληλα, η μεγαλύτερη ανθεκτικότητα του χάλυβα εξασφαλίζει τη δυνατότητα σχεδιασμού ενός συνεπτυγμένου και ελαφρού πιστονιού. Τέλος, η χαμηλότερη θερμική αγωγιμότητά του, οδηγεί σε υψηλές θερμοκρασίες των συστατικών, κι έτσι βελτιώνεται η θερμοδυναμική αποδοτικότητα με μεγαλύτερη απόδοση ανάφλεξης και μειωμένο χρόνο καύσης.
Ωστόσο, τα πιστόνια χάλυβα που χρησιμοποιούνταν στο παρελθόν δεν ήταν αρκετά κατάλληλα για να συνδυαστούν με περιβλήματα κινητήρα από αλουμίνιο. Η Mercedes κλήθηκε να σχεδιάσει το πιστόνι από την αρχή. Τα χαλύβδινα πιστόνια με μοντέρνο σχεδιασμό, που χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά στον πετρελαιοκινητήρα V6 στην E350 BlueTEC, φέρουν στη μαζική παραγωγή προστατευτικό περίβλημα αλουμινίου με επένδυση χιτωνίου κυλίνδρου NANOSLIDE . Πρόκειται για εκδόσεις υψηλής τεχνολογίας, που κατασκευάζονται από υψηλού βαθμού, ανθεκτικό χάλυβα. Αυτό αποτελεί μεγάλη πρόκληση για τον προμηθευτή πιστονιών, γιατί τα νέα πιστόνια υπερ-υψηλής αντοχής είναι απαιτητικά και κατά την παραγωγή.
Τα καινοτόμα πιστόνια χάλυβα της Mercedes βραβεύτηκαν με το Steel Innovation. Το βραβείο Steel Innovation απονέμεται κάθε τρία χρόνια από την Γερμανική Ομοσπονδία Χάλυβα και αποτελεί ένα από τα πιο σημαντικά βραβεία καινοτομιών στη Γερμανία. Με 578 συμμετοχές από αρχιτέκτονες και μηχανικούς, τεχνικούς και σχεδιαστές, ερευνητές και εφευρέτες, o διαγωνισμός για το Βραβείο Steel Innovation αποτελεί στη Γερμανία έναν από τους μεγαλύτερους στο είδος του.
Ήδη από τον Οκτώβριο του 2014, το καινοτόμο χαλύβδινο πιστόνι PC Diesel είχε τιμηθεί με το βραβείο MATERIALICA Design + Technology «Best of Award» στην κατηγορία «Απόδοση CO2». Αυτό το βραβείο απονέμεται για εφαρμογές και επιφάνειες υλικών κατά την ανάπτυξη προϊόντων και τεχνολογιών, και αφορά όλες τις βιομηχανίες.
Νίκος Τσάδαρης
