Mi öli meg a modern motort?

2014.02.27. 06:14 Módosítva: 2014.02.27. 08:50

Az új motorokkal a tervezők nagyon nehéz helyzetben vannak. Nagy fajlagos teljesítményű, de takarékos és környezetbarát motort kell készíteniük. Ez így együtt a megbízhatóság rovására megy, már látjuk.

A környezetvédelmi normák szigorodása számos segédberendezést, vagy kiegészítőt tett szükségessé az egyszerű belső égésű motorra. Ezek elsőre probléma nélkül üzemeltek, azonban hoztak pár járulékos és nem várt egyéb gondot.

Az első nagy változás a katalizátor volt, melynek hatékony működéséhez szabályozott, lambda szondával vezérelt keverékképzés kellett. A működését ismerjük, nem egy bonyolult szerkezet; a járműelektronika már azon a szinten tartott, hogy megbízható lehetett a befecskendező rendszer az elektronikus vezérléssel együtt. Némelyik még napjainkban is hiba nélkül működne, ha nem ölte volna meg a motort valami egészen más. Amire senki nem számított: a kenőolaj iszaposodása, feketeiszap képződése.

A benzines motorok katalizátorának megjelenésével egy időben jelent meg az olajok teljesítményszint-jelölésében az SG. Ez növelt kopásvédelemmel, és égés után kevés maradó anyaggal rendelkező olaj volt, amely kimondottan a katalizátoros autókhoz terveztek a tribológus, vegyész és gépész szakmérnökök.

Nem számítottak azonban arra, hogy gyakran szegénykeverékes az égés (azaz a levegőben kevesebb a benzin, mint amennyit az képes lenne elégetni). Az égés időben és térben elnyúlik, ezért egyes alkatrészeken olyan helyi hőpontok keletkeznek, amely a kis mennyiségben odakerülő olajat gyorsan a krakkolódási hőfok fölé hevítik. A szénhidrogénláncok megbomlanak, a koromképződés felgyorsul, és az olajban feldúsul a szállított korom. Ez így önmagában még nem is lenne halálos probléma, hiszen a kenőolajok adalékolásának fontos alkotója a detergens-diszpergens adalék (DDA), melynek célja az olajban jelenlévő szennyezőanyag lebegtetése.

Viszont a kedvezőtlen üzemi körülmények, például a hosszab csereperiódusok eljöttével az adalékok kifáradnak, hatásukat vesztik. A DDA kémiailag és fizikailag sem képes tökéletesen betölteni funkcióját, így a koksz és a korom kezd kiülni bizonyos helyeken. Ezek jellemzően azok a helyek, ahol az olaj vagy nagy mennyiségben van jelen, például a karterban; vagy a térfogatárama és nyomása kicsi, tehát a kényszer- vagy szórt olajozású helyeken, például a vezérlés környékén, a szelepfedél alatt.

Amikor már annyi gyűlik össze, hogy az olaj áramlását, esetleg szerkezeti elemek mozgását gátolja, a vég elérkezik, a motor gyorsan és biztosan meghibásodik.

A tervezők válasza ezekre a gondokra a magasabb DDA-szintű olaj, valamint a módosított kenőrendszerek voltak. A felhasználó, aki még időben észrevette, vagy gyakoribb olajcserét alkalmazott, vagy olyan utólagos olajadalékot használt, amely a motor belső tisztaságát hivatott fokozni. Ezek, ha időben kezdték, hasznosnak bizonyultak, de a nagyon koszos motor esetében akár ártalmas is lehetett. A megnyugtató megoldás a szétszereléses tisztítás volt.

Aztán megint eltelt néhány év, és a környezetvédelmi normák megint szigorodtak. A tervezők olyan helyzetbe kerültek, hogy a motoroknak keveset kell fogyasztani, és alacsony károsanyag-kibocsátással kell rendelkezni, mindezt magas literteljesítménnyel, mert a piac ezt követeli. Míg a 70-es évek közepén egy ezerkettes motor korszerűnek számított, ha 60 lóerős volt, ma már 80 lóerő alatt szinte nincs, a feltöltöttek pedig jóval 100 lóerő felett vannak.

A szép adatokat a szigorodó károsanyag-kibocsátási előírások mellett csak úgy tudták elérni, hogy a motorokat felszerelték további kiegészítő berendezésekkel, mint kipufogógáz visszavezetés (EGR), valamint szerkezetileg is optimalizálták, átgondolták és továbbfejlesztették. Amíg régen egy már említett utcai ezerkettes motornak körülbelül 270 fokos szelepnyitású vezérműtengelye volt, ma már a változó idejű vezérlések korában ez elmehet akár 300 fölé is. Egy ilyen tengely a 80-as évek elején még majdnem versenytechnikának számított.

A befecskendezést is tökéletesítették, megjelent a direkt befecskendezés, közvetlenül az égéstérbe. Az égéstér kialakítása számítógépes modellezéssel készül, így a benzinmotoroknál akár 14:1 kompresszióviszonyt is elérhetnek anélkül, hogy kopogásos égés (detonáció) történne. Már kis furatú hengerekbe is szinte kötelezően 4 szelepet helyeznek, amelyek szelepszára vékony, a szeleptányér tömítő felülete, éle szintén.

A keverékképző rendszer képes arra, hogy speciális örvények segítségével még a 14,7:1 sztöchiometrikus arány felett lévő, tehát sokkal szegényebb keveréket is nagy biztonsággal gyújtson. Így a fogyasztás csökken, néhány környezetvédelmi paraméter javul, néhány romlik, amelyet például kipufogógáz-visszavezetéssel javítanak.

A hegyes tengelyek, a nagy szelepösszenyitások miatt a szívószelep akkor is nyitva van még, amikor az égés megindul, a szegényebb benzin-levegő keverékes égésben a lángfront lassabban terjed, és a szerkezeti részek jobban melegednek. Az EGR által visszavezetett kipufogógázokban lévő korom kirakódik a forró szelepre. A rövid ideig a szelepüléken ülő szelep a vékony tömítőgalléron alig tud hőt átadni a hengerfejnek, egyre forróbb, és jobban rakódik korommal. Már az összenyitáskor, a befecskendezés pillanatában is érhet tüzelőanyag a szelephez, ekkor az párologva néhány csapadékot otthagy a tányéron, vagy a száron. Ez aztán a korom rárakódását gyorsítva tovább rontja a helyzetet, ráadásul még hőszigetelőként is működik.

Ne feledkezzünk meg arról sem, hogy a lokális melegpontok ugyanúgy jelen vannak, az olaj hiába lett közben teljesen szintetikus és gazdagon adalékolt, a csereperiódus sokszor duplájára nőtt. A feketeiszap megint kezd ismerősünkké válni, de még az égéstér, szelepek és a szívócső is kormolódik, az egyik helyen további túlmelegedést, a másik helyen csökkenő keresztmetszeteket okozva. Egyre több a panasz a mai autókra, akár már a garanciaidőn belül is előjönnek problémák, de százezer kilométer környékén biztosan.

Két kérdés azonnal felmerül. Az egyik, hogy minek fizetik azt a sok mérnököt, ha ezt a problémát nem tudják megoldani, a másik pedig, hogy mi, egyszerű felhasználók mit tudunk tenni ellene.

A probléma ezekkel a motorokkal, hogy az üzemeltetési körülményeik nagyon széles skálán mozognak. Van, aki rövid távokat tesz meg részterhelésen, más magas fordulaton közlekedik velük nagy terheléssel, és a legnagyobb baj, hogy mindig ezt teszik, nem váltogatják az üzemmódokat. El kell fogadnunk, hogy a műszaki életben nagyon ritkán vannak előnyök hátrány nélkül, az euro 5-ös motorok bizony sokkal érzékenyebben reagálnak bizonyos üzemi körülményekre. Szinte minden üzemállapotban akad olyan körülmény, ami nem ideális a motor működése szempontjából. Ha például alacsony terhelésen (vagyis kis gázzal) megyünk pontosan 70-nel, akkor az EGR folyamatosan működik, és ereszti vissza a gázt, kormolódik minden. Ha csak városban használjuk, nem lesz akkora hőfoka, hogy valamiféle öntisztulást produkáljon, és megint kokszolódik minden.

Leginkább azzal segítünk, ha néha így, néha pedig úgy használjuk az autót, mindig változó üzemi körülményeket teremtve. Mindenképpen legyen benne folyamatos, legalább fél órás autópályatempó, lehetőleg magas fordulaton. Ha mégsem csináljuk ezt, mert nincs rá alkalmunk, ne hagyjuk benne a kenőolajat 25 ezer kilométerig, hanem cseréltessük 15-nél. Vegyük tudomásul, hogy a nem változó olajcsereperiódusú motorokban a cserperiódus leginkább az ideális körülményeket feltételezi, ha viszont mi nem így használjuk, cseréljük gyakrabban. Használjunk minőségi benzint, és néha tegyünk bele adalékot, ami égéstértisztító hatású.

Ezekkel a dolgokkal hosszabb életű lesz az autónk, de a legfontosabb azt a fejünkbe vésni, hogy ezek az autók már sokkal érzékenyebbek, mint az őskövület, sokat fogyasztó, szennyező és lassú társaik a 90-es évekből. Valamit valamiért.

Hirdetésblokkolóval néznéd éppen a Totalcart, és ettől mi éhen halunk.

A TC olvasása ingyen van, de a működtetése nem: szerzőink és családjaik táplálkoznak, és ami fontosabb: rendszeresen tankolnak, pénzért.

Kérjük, engedélyezd a TC-n a hirdetések megjelenítését, vagy ellehetetleníted a működését annak, amit épp olvasni szeretnél.