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!

Felfedeznéd Portugáliát?

Itt a remek alkalom, hogy megismerd. Beszámolók, fotók - böngéssz!

Ha már erre járok beugrom

..tényleg ez történt, Palau és Mikronézia szigeteit járva úgy döntöttem, hogy Saipanra is átugrom.