Знакомьтесь - автомобиль

А что оно дает двигателю? В большинстве случаев трение приносит вред – вызывает износ деталей и снижает полезную мощность двигателя, ибо на преодоление трения приходится расходовать значительную энергию. Нередко пятнадцать, а то и двадцать процентов.

Отчего зависит сила трения? В первую очередь от нагрузки на трущиеся части. Пустую бочку легко везет на санках мальчик, но попробуйте наполнить ее водой, и тащить санки станет трудно даже взрослому человеку. Сила трения возрастает с ростом силы, с которой одна трущаяся деталь прижмется к другой, то есть прямо пропорциональна этой силе.

Зависит сила трения и от характера поверхности, по которой скользит деталь. Хорошо отшлифованная поверхность создает меньше трения, чем плохо обработанная.

Кроме трения скольжения существует трение качения. Он значительно меньше первого. Мужчина, например, с трудом тянет бочку по земле, и в то же время легко сможет ее катить.

 

 

Царица Екатерина II решила в Петербурге возвести памятник Петру I, тот самый, который после Пушкина известен как «Медный всадник». Для него необходим был гранитный пьедестал. Возле деревни Лахта, недалеко от Петербурга, на болоте нашлась подходящая гранитная глыба. Но как ее доставить, ведь вес глыбы достигал несколько тысяч тонн? Тащить волоком нечего было и думать. Выручила народная смекалка: местный кузнец предложил приспособление, заменившее трение скольжения трением качения.

По его плану от места залегания камня до Финского залива соорудили сплошной прочный желоб. В желоб уложили медные шары, а на них поставили металлические сани.

Камень погрузили на сани, и четыреста человек толкали их. По шарам сани катились легче, глыбу благополучно доставили к заливу и погрузили на специальное судно.

В технике, чтобы уменьшить потери на трение, там, где этой можно, стараются заменить трение скольжения трением качения. На автомобиле тоже широко применяются шариковые и роликовые подшипники, основанные как раз на этом принципе.

Величина силы трения определяется и скоростью, с которой движутся трущиеся части. Чем скорость выше, тем больше трение.

Имеет значение и материал деталей. Если трущиеся части сделаны из одного металла, то трение будет большим, а если из разных – меньшим. Давление тоже имеет значение.

В народе бытуют две поговорки: «Не подмажешь – не поедешь» или «Идет, как по маслу». Обе они имеют глубокий смысл. Давным-давно было замечено, что скольжение по мокрой поверхности происходит лучше, чем по сухой. Обратите внимание, с какой легкостью фигурист выделывает свои замысловатые фигуры на льду. А с какой скоростью несется конькобежец! И откуда у него такая легкость? Скажут:

– Это потому, что лёд гладкий.

Но ведь стекло глаже. А попробуйте на тех же коньках прокатиться по стеклянному полу, и вы тут же убедитесь, что легкости, как не бывало. Значит, дело не только в поверхности. В чем же?

Оказывается, конькобежец даже в трескучий мороз движется по смоченному льду. Между лезвием конька и льдом происходит трение, а теплота, получаемая при этом, расплавляет лед. Между коньками и поверхностью льда образуется мизерный слой жидкости, но достаточный, чтобы отделить конек ото льда. Образуется своеобразный смазочный слой. Конькобежец «плывет по воде».

В технике, чтобы уменьшить трение, также применяют составы, которые разделяют трущиеся детали. Трение между деталями заменяется трением между частицами смазки.

 

Материал для смазки

Конечно, самым дешевым смазочным материалом явилась бы вода. К сожалению, применить ее для этой цели невозможно. При нагревании двигателя во время работы вода испарится и трущиеся части окажутся без смазки. К тому же смоченные водой металлические детали заржавеют и быстрее износятся.

В качестве смазочных материалов применяются минеральные или растительные масла.

Много лет назад, когда в деревне только-только стали появляться тракторы, в газете появилась любопытная информация. В ней говорилось, что в одной сибирской деревне в качестве смазки тракторного двигателя применили свиное сало. Но лишь только трактор завели, от него повалил дым – сало загорелось, и двигатель вышел из строя.

 

 

Свиное сало оказалось непригодным для смазки потому, что при высокой температуре оно потеряло смазочные качества. А ведь некоторое время назад растительные и животные масла применялись довольно широко. Правда, тогда скорости вращения были несравненно меньше и нагревались детали машин незначительно.

В настоящее время механизмы двигателя во время работы нагреваются до 100 градусов и выше. Температура днища поршня, например, может повыситься до 200-300 градусов, а коренные подшипники нагреваются до 100-120 градусов.

Сейчас в двигателях используются минеральные масла – продукты перегонки нефти. Они и в других отраслях почти полностью вытеснили животные и растительные масла.

Итак, качество смазывающих веществ определяется их вязкостью. Вязкость понижается при нагревании, но по-разному у разных масел. В двигателях используются материалы, менее подверженные влиянию температурных перепадов.