Miért töltik meg nátriummal a Mercedes-motor dugattyúit?

Az új C-osztály bemutatóján ütötte meg a fülem ez a furcsaság: nátriumtöltésű dugattyú. Hát az meg mi a fene lehet?

Egyrészt feszes volt a program a sajtóbemutatón: sok autót kellett sok embernek gyors váltásokban vezetni, nem akartam húzni az időt egy technikai részletkérdéssel. Másrészt pedig ugye nehogy már ott, élőben, egy csomó kolléga előtt tök hülyének tűnjek, amiért rákérdezek valami triviális dologra, amiről mindenki hallott már, csak én nem. Szóval magamban tartottam a kérdést és inkább otthon néztem utána, mi a fene lehet az a "nátriumtöltetű dugattyú", ami a Mercedes kétliteres dízelmotorjában szaladgál fel-le.

Kiderült, hogy nem értettem félre a dolgot: az OM 654M jelzésű kétliteres Mercedes dízelmotor acéldugattyúiban valóban van egy-egy kis járat, amelyben folyékony nátrium lögybölődik ide-oda. Még egy szabadalmat is találtam a neten, amit a Kolbenschmidt, az egyik legismertebb német dugattyúgyártó nevéhez kapcsolódik - valószínűleg ezekről a dugattyúkról lehet szó.

(Nyissunk egy nagy zárójelet: találtam véletlenül egy másik szabadalmi leírást is, amelyben egy szabaddugattyús motor dugattyúit képzelték el nátriumtöltéssel a Ford tervezői. A szabaddugattyús motor olyan motor, amiben nincs forgattyúsház, de a dugattyúk mozgása így is felhasználható például áramfejlesztésre, mondjuk egy elektromos autó hatótávnövelőjeként, ahogy a Toyota képzeli ezen a videón:

Vigyázni kell, ha elkezd az ember a belsőégésű motorokkal kapcsolatos ötletek, fejlesztések között kutakodni, hihetetlenül mély a nyúl ürege! Gyorsan zárjuk is be ezt a zárójelet, mielőtt végképp elveszünk a labirintusban.)

Ahogy keresgéltem a témában a neten, az is kiderült, hogy a Mercedes nem csak a kétliteres dízelmotor dugóinak üregeibe tölt nátriumot, hanem az 5,5 literes, V8-as AMG-motorban is használja ezt az anyagot, csak ott a kipufogószelepek üreges szárát töltik vele. Sőt: a nátriummal töltött kipufogó-szelepszár egyáltalán nem újdonság, elterjedt műszaki megoldás már évtizedek óta.

Ez az egész furcsaság a nátriummal még a második világháború előtti időkre nyúlik vissza. A '30-as években kezdett gondot okozni, hogy az egyre nagyobb és egyre erősebb repülőgép-motorok kipufogószelepeit a felszálláskori maximális motorteljesítmény mellett hatalmas és nagyon egyenlőtlenül elosztott hőterhelés éri. A nagy szeleptányérok által a dugattyúban felvett nagy hőmennyiséget elvileg a szelepülékeknek kellene átvenniük, amikor a szeleptányérok záráskor felfekszenek rá, de erre a hőátadásra nagy teljesítményen, nagy fordulaton nagyon kevés idő marad. Valahogy meg kellett oldani, hogy a szeleptányérról a hő egy része akár egy, a szelep szárában szaladgáló közvetítő anyag segítségével gyorsabban átkerüljön a szelep túlsó végébe is, hogy az alkatrész minél nagyobb felületen tudjon hűlni.

A Mercedes a motorsportban ezzel a problémával szembesülve kezdetben higanytöltésű szelepszárakkal kísérletezett. Mondhatjuk, hogy sikeresen, mert a W165-ös versenyautók sorra nyerték a versenyeket, de a higany mégsem volt az igazi töltőanyag, mivel ez a folyékony fém nem nedvesíti be eléggé a szelep üregének falát ahhoz, hogy gyorsan nagy hőmennyiséget tudjon felvenni.

Mercedes-Benz W 165, a márka 1939-es Grand Prix-versenyautója higanytöltésű szelepeket kapott

A máig alkalmazott megoldás végül az lett, hogy a szelep üregét nátriummal töltikk fel, mintegy kétharmad térfogatban. A nátrium 97,8 Celsius fokon olvad meg, forráspontja viszont 883 fok, így üzem közben mindig folyékony halmazállapotban ide-oda lötyögve hatékonyan tudja segíteni a hő egyenletes és gyors eloszlatását a teljes szelepszárban.

A nátriummal töltött szelep gyakorta alkalmazott megoldás az autóiparban. Nem csak a Mercedes használja, egyebek mellett a Ford is ilyennel szereli több turbómotorját is. Az ugyanezen az elven egyenletesebb hőelosztást megvalósító nátriumtöltetű dugattyúról viszont egyelőre csak a Mercedesnél hallottunk. Természetesen megkértük a cég hazai képviseletét, áruljanak el még részleteket erről a műszaki különlegességről, különösen kíváncsi lettem volna a spéci dugók felárára a sima dugattyúkhoz képest, de mint mondták: "ilyen típusú információkat sajnos nem tudunk kiadni". Így hát itt és most mi sem tudunk többet elárulni a nátriummal töltött dugattyúkról.

Azért az se rossz, amikor nyomtatóval készülnek a dugattyúk, mint a Porschénél:

HELLO, EZ ITT A
PLAYER
Kövess minket a Facebookon!
Nagyon jól fogod érezni magad nálunk!

Hírlevél feliratkozás

Iratkozz fel a hírlevelünkre, és mi minden héten érdekes, szórakoztató sztorikat küldünk neked a világból.