A nyomaték öl, nem a fordulat

2012.05.15. 05:54
Lassan elindulok, már 1500-nál felváltok, kímélem a gépet, gondolja a fotelfizikus. Pedig nem, pontosan ellenkezőleg: a kis fordulat öl.

Amit szeretünk, azt kíméljük és óvjuk, hogy tartós legyen és sokáig szerezzen örömet. Kellemetlen ilyenkor a helyzet, ha azt hisszük, hogy óvjuk, közben pedig egyenesen gyilkoljuk. A belsőégésű motor egyik legfontosabb gépeleme a kenőolaj. Ken és hűt, koszt szállít és véd a korrózió ellen. Bonyolult kemikália, amely alapolajból és adalékokból áll. Ez utóbbiak határozzák meg a teljesítmény szintjét, amely tulajdonképpen nem más, mint a kenőképesség értékmérője. Az utóbbi években egyre-másra jelentek meg a magasabb és magasabb teljesítményszintű kenőolajak, azonban ezeknek nem annyira a kenőképessége az, ami egyre jobb lett, hanem kémiai tulajdonságaik, amelyek biztosítják a katalizátor és részecskeszűrő védelmét, valamint lehetőséget adnak hosszú csereperiódus alkalmazásra. Nem azt mondom, hogy a fizikai tulajdonságok nem változtak, csak hogy nem ez indokolná majdnem kétévenként a feljebb lépést teljesítményszintben.

Valójában nem is kellett nagyon változniuk a fizikai tulajdonságoknak, mert a mai belsőégésű motorokban is pont ugyanaz a három fő kenési pont van, mint harminc éve: forgattyús mechanika, hengerek és vezérlés. A forgattyús mechanika az, ami legkevesebbet változott, ma is siklócsapágyas, és kenéstechnikailag szinte azonos igényeket támaszt. A henger és dugattyú párosításban is hasonló a helyzet, noha a dugattyúk kicsit laposabbak lettek, és a termikus viszonyok is megváltoztak. A vezérlés sem teljesen más, noha a vezérműprofilok radikálisabbak lettek, a motorok literteljesítménye is megszaladt, azonban a himbák, a kapcsolódó lánc és lánckerék, a fogaskerekek ugyanazt az EP (extreme pressure) adalékolást kívánják, mint korábban. A kenéstechnikailag nem túl jelentős változásokat szépen kompenzálják a kenőolajok fizikai tulajdonságaiban beállt változások, a jobb viszkozitás-index, a nagyobb nyírás stabilitás, a kisebb habzási hajlam.

Viszont van egy olyan motorjellemző, amire talán nem fordítottak elég figyelmet a tribológusok, és hamar a piros mezőbe terelhetjük a képzeletbeli terhelést mutató műszerünket. Ez pedig az alacsony fordulati terhelés.

Gyakran halljuk, hogy ebbe a motorba nagyon komoly olaj kell, mert ez a blokk nagy fordulatú. Ez lehet önmagában igaz, de az indoklás általában nem ez, ugyanis a nagy fordulat a legtöbb kenési hely számára előnyös. Most nyilván nem az extrém fordulatokról beszélünk, hanem a maximális teljesítményhez tartozó fordulat alatti tartományról, amelyen a motort járatva a kenés szinte ideális. Hogy a maximális fordulat 9500/min vagy 4800/min, majdnem mindegy, mert a motor szerkezeti elemeit ehhez méretezték, jó esetben nem fog semmi elszállni.

Ami nagyobb fordulatú, az nagyobb terhelést kap, ez nyilvánvaló, de ha a kenés kialakul és megfelelő, akkor a kopás szinte nulla. A forgattyús mechanikában a siklócsapágyakban szépen kialakult a hidrodinamikus kenés, a csap felúszott az olajfilmre, a forgattyús hajtómű szórja az olajat, mint bolond pék a lisztet, a hengerfal bőven kapja a kenést, az olajlehúzó gyűrű alig tudja levenni felesleget a hengerfalról. A két holtpontban van egy kis probléma, mert ott nincs a megfelelő kenéshez elég siklási sebesség, de nem baj, ettől úgysem tudunk megszabadulni. A vezérléshez is jut bőven olaj, az olajnyomás már a szabályozottan maximált tartományban van valahol 6 bar környékén; minden szerkezeti elem boldog.

A vezérműtengely környékén olyan olajhurrikán van, hogy a tengelyt látni sem lehetne a kavargó olajpárától.

De mi van, ha nincs elég fordulat? Az bizony, probléma. A kis fordulaton, nagy terheléssel üzemelő motor – például ötödikben 40-nel erőltetve – siklócsapágyaiban a hidrodinamikus kenés nem tud tökéletesen felépülni. Vegyes súrlódás alakul ki, és a csap bele-bele csiszol a csapágycsészébe. Ezt a kenéstechnikusok csap-süllyedésnek hívják. Ilyenkor kicsi és vékony a terhelhető olajfilm, a fogattyúcsap meg nem úszik fel rá tökéletesen. A vezérlésnél sincs akkora olajmennyiség, a nagy fordulat hiányában az olaj nem kavarog és cirkulál a karterben sem annyira, a forgattyús hajtómű nem szórja olyan intenzíven a kenőanyagot. Az olajnyomás még nem a szabályozott tartományban van, hanem annyi, amennyit a pumpa éppen  nyomni tud és amennyi kialakul. Az olaj fizikai tulajdonságai között itt jön képbe a viszkozitás, ami a nyomásra és a térfogatáramra nagy hatással van. Az olajpumpa állapota és szűrőrendszer hatékonysága szintén hasonlóan nagy hatással van a kialauló olajnyomásra és térfogatáramra.

Ez probléma volt régen is, azonban azok a motorok kegyetlenül tudtunkra adták, ha túl kicsi a fordulat. Remegtek, böfögtek, buta hangot adtak, csúnya rezonanciák jöttek belőlük. A mai motorok hangolt gumitámaszokon vannak, némelyiket elektronikusan változó keménységű tartóbakkal, kettős tömegű, a rezonanciát elnyelő lendkerékkel szerelik, járásukat, azaz a másodlagos tömegerőiket kiegyensúlyozó tengelyek simítják. A finom járás biztosított, a zajszigetelés pedig minden hangot elnyel. Nem kell botfülűnek lenni ahhoz, hogy ne vegyük észre, hogy a motor a haláltusáját vívja. Ez nem túlzás, nem kell halmozott probléma, hogy ez valóban így legyen. Különös gond ez a selymes futású V6-os motoroknál, leginkább a feltöltött dízeleknél. Ezeknek már 1100-as fordulaton elég nyomatékuk van a kasztni mozgatására, azonban ekkor a megfelelő kenés csak akkor biztosított, ha minden a legnagyobb rendben van.

A mérnök, aki a motor kenési körét tervezte, nem ostoba, tudja az üzemi fordulatszám-tartományt, ismeri a motorolaj paramétereit, és ezekhez választ olajszivattyút, szűrőt, s a nyomásértékeket is így tervezi. Tudja, hogy a motor már kis fordulaton terhelhető, így az olajpumpát úgy lövi be, hogy a szabályozott nyomás már egészen kis fordulaton meglegyen.

Viszont jönnek a zavaró körülmények, amelyekre nem biztos, hogy minden esetben számítanak. Egyik a kopás, amikor a térfogatkiszorításos olajpumpa már nem teljesít úgy, ahogy 150 ezer kilométerrel korábban. Nagy a résveszteség, kisebb a nyomás, ez főleg kis fordulaton jelentkezik, pont, amikor a rendszer kényes a megfelelő nyomásra. Aztán a hosszú csereperiódusú kenőolaj a ciklus végénél már számottevő mennyiségben tartalmaz tüzelőanyagot is. Pláne a dízelek, amelyek többlet tüzelőanyaggal tisztítják, regenerálják a részecskeszűrőt. Kedvezőtlen körülmények között a kenőolaj annyira hígított, hogy a kis fordulati nyomás már szinte alig épül fel, tovább tetézve azt a bajt, hogy ez az elegy kenéstechnikai szepontból is problémás.

Ha már így állnak a dolgaink, és ekkor kezdünk alapjárat feletti közlekedni, terhelni a motort, rendkívül nagy károkat okozunk, de erről fogalmunk sincs. Amikor efféle használat után, tömítéscsere miatt levesszük a szelepfedelet, meglepetten látjuk a durva kopásnyomokat a vezérműtengelyen... Persze ehhez sok dolog együttes hatása kell, de a műhelytapasztalat azt mutatja, elég gyakran megtörténik.

Mit lehet tenni? Sokat futott olajjal nem szabad kis fordulaton terhelni a motort, helyette szépen forgatni kell, középtartományban járatni. Fokozottan igaz ez, ha a motorban van már legalább 150-200 ezer kilométer - ilyenkor még az olajcsere-periódust is érdemes rövidíteni legalább 20, vagy akár 30 százalékkal. A leginkább veszélyeztetett fajhoz tartoznak a korszerű, feltöltött, turbódízel motorok, ezekből is a négynél több hengeresek, utánuk szorosan jönnek a kis lökettérfogatú, feltöltött benzinmotorok.

Ne legyünk meglepődve, ha utóbbiakból nem látunk majd sok 300 ezer kilométer felett futott példányt.

Kapcsolódó blogposztunkban hozzászólhat!

Varázslatos Szicília

Baboci2006 felhasználónk jóvoltából vadonatúj fotók segítségével visszatérhetsz a nyárba!

US Virgin Islands

Sosem láttál még ilyen gyönyörű helyet!