tanulmány

Olajozottan a járműtribológiáról 3. rész

2017.07.11.

A jelen cikksorozat a gyakorlati szakemberek és a szakterület iránt érdeklődők számára kíván segítséget nyújtani a tribológiai szempontból legkritikusabb járműszerkezetek elhasználódási folyamataira milyen hatással lehetnek az alkalmazott kenőanyagok és motorhajtóanyagok.

Szerző: Mezei Tibor kutató szakmérnök

Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Folyamatmérnöki Intézet Járműtechnika Tanszék

Az első rész tartalmát ITT olvashatja el. A második részt pedig ITT találja meg.

A korszerű gépjárművek kenéséről

A napjainkban alkalmazott precíz ipari technológiák, minőségmenedzsment rendszerek mellett a gyártósorokról lekerülő azonos típusú, kivitelű, felszereltségű autók - a megengedett tűréshatárokon belül – műszaki, technikai, geometriai jellemzőiket illetően ugyanolyannak, gyakorlatilag azonosnak tekinthetők. Az autószalonokból kigördülve azonban minden autó önálló életre kel. Minden vezető eltérő stílusban vezeti, más-más célokra, különböző környezeti feltételek, közlekedési viszonyok, útminőségek, terhelések, abroncslégnyomások mellett használja, más töltőállomás hálózatnál, más motorhajtóanyagot tankol, más gyártó motorolaját használja, más szervizbe járnak és így tovább.

A valóságos üzemi viszonyokat modellező gyári tesztkörülmények között, szakértő tesztszemélyzet kezelése mellett kiválóra vizsgázó autók a forgalomba helyezést követően többnyire laikus vezetők kezébe kerülnek, akik megszámlálhatatlanul sokféle üzemi feltételeket teremtenek a járműveik számára. Mind ezek együttesen azt jelentik, hogy aligha található két azonos gyártmányú, típusú autó, amelyik a különböző használati feltételek miatt ugyanannyi idő alatt vagy ugyanolyan futásteljesítmény mellett használódik el. Az üzemeltetési különbségek a jármű minden részegysége számára más-más igénybevételt eredményeznek, így a járműben alkalmazott kenőanyagok számára is. 

A járműhasználat és az olajélettartam az Amerikai Egyesült Államokban

Forrás: http://www.cadillacfaq.com

Az eltérő módon és különféle környezeti körülmények között használt, különböző igénybevételnek kitett járművek kenőanyagai nem ugyanakkora időtartamok, futásteljesítmények alatt válnak alkalmatlanná feladataik ellátására, így a csereperiódusoknak is eltérőknek kellene lenniük illetőleg az alkalmazott kenőanyagok minőségét a használati körülményekhez illeszkedően kellene megválasztani. A szervizek azonban a gyári előírásoknak megfelelő minőségű kenőanyagokat, az előírt periódusoknak megfelelően cserélik a járművekben, mert az ettől való eltérés döntési kockázatait nem vállalják át. Ezt valószínűleg helyesen teszik, mert megbízható információkkal nem rendelkezhetnek az adott jármű pontos üzemeltetési feltételeiről, működési körülményeiről. Ezek ismeretének hiányában ugyanis megalapozott kenéstechnikai döntés nem hozható, így általános irányelvként a gyártóművi előírások szerint cserélik az olajokat főleg a garanciális időszakokban. 

Normál olajcsere periodus betartása mellett a fölső lépen 370 ezer, az alsó képen 160 ezer km-t futott autók vezérmű tengelyei

Forrás: https://bobistheoilguy.com; http://www.geocities.ws

Nyilvánvalóan a tapasztalt szervizszakemberek a szervizbe került autó kenőanyagait szemrevételezve felismerik, ha a kenőanyag elhasználódott és szükség esetén lecserélik azt, de ilyenkor az elfáradt „túlhasznált” kenőanyag okozta elváltozások egy része (pl. rendellenes kopás) már nem visszafordítható.

Egyes járműgyártók ennek a kihívásnak úgy próbálnak megfelelni, hogy legnagyobb igénybevételű motorolajok elhasználódásához algoritmus alapú vagy közvetlen mérésen esetleg e kettő kombinációján alapuló olajállapotfigyelést alkalmaznak. Az algoritmus alapú motorolaj élettartam monitoring alkalmazásakor szoftveresen feldolgozzák a szenzorokkal érzékelt motor és jármű üzemi jellemzőket, majd a futásteljesítményhez viszonyítva kiértékelik a motor működési körülményeit. Megfigyelik pl. a hideg- és melegindítások számát, a hideg, normál és magas hőállapotú működés tartamát, a gyorsítások módját és számát, a motorfék üzemállapotokat, milyen fordulatszámon, milyen terhelési állapot mellett mennyi időt töltött a motor stb.. Ezekből az információkból a járművekkel szerzett tapasztalatok és kísérletek alapján képzett matematikai összefüggésekkel kiszámítják, majd a kijelzőn megjelenítik az olaj szoftveresen becsült aktuális állapotát. 

Olajállapot kijelzés a műszerfalon a még megtehető mérföldek számával

Forrás: http://www.gmc.com/gmc-life/performance-and-design/what-your-oil-life-monitor-tells-you.html

Egyes gyártók közvetlen mérésen alapuló olajállapotfigyelést is végeznek. Mérik pl. az áramlási ellenállás, az elektromos vezetőképesség változását és ezekből - esetenként más mérésekkel is kiegészítve - következtetnek a motorolaj korom-, víz- és mechanikai szennyeződés tartalmára és kijelzik az olajállapotot és az olajcsere szükségességét.

A jövőben várhatóan ebben az irányban fog fejlődni a járműtechnika, hiszen a járműveken elhelyezett szenzorok eltárolt digitalizált jelei, hatalmas adatbázist (big data) képeznek a jármű életének minden pillanatáról. Célirányos „big data analízissel” jól megbecsülhető a motorolaj és a járművekben használt más kenőanyagok elhasználódásának mértéke, élettartama, különösen, ha közvetlen mérésekkel is növelik az algoritmus alapú olajélettartam becslés megbízhatóságát.

A világ útjain azonban jelenleg több mint egy milliárd olyan gépjármű fut, amelyeken nem alkalmaznak olajélettartam monitoring rendszereket, ezért még hosszú ideig a gyártói előírásokra és a szervizszakemberek tapasztalatára, szakértelmére kell bíznunk az olajminőség megválasztását az olaj használati idejének, csere időpontjának eldöntését. A cikksorozatban olyan információk kerülnek közlésre, amelyek reményink szerint segítenek a megalapozottabb kenéstechnikai döntések meghozatalában.

A kenőanyagok elhasználódásáról

Mit jelent az elhasználódás? Miért használódik el bármilyen eszköz, így például az autó, ha azt rendeltetésszerűen használják? Az elhasználódás azt jelenti, hogy a használat során olyan mennyiségű és minőségű természetes elváltozás következik be járművön, amelyek feladatai megfelelő ellátására egy idő után alkalmatlanná teszik azt. Ez bekövetkezhet még akkor is, ha az autó futásteljesítménye kicsi, vagy ha egyáltalán nem használják azt.

A természetes elváltozások a járműhasználat és a járműkörnyezet okozta fizikai és kémiai hatások következtében jelennek meg, alakulnak ki.

A jármű elhasználódása

A fizikai elváltozások erő-, hő-, fény-, elektromos- stb. hatások következtében lépnek fel és kopás, repedés, görbülés, elcsavarodás, méretváltozás, illesztési hiba, alakhiba illetőleg a járművet alkotó anyagok mechanikai, szilárdsági jellemzőinek, anyagösszetételének, szövetszerkezetének, felületi rétegeinek módosulása formájában jelennek meg.

A kémiai elváltozások jellemzően atomi, molekuláris szinten eredményezik az erőhatások megváltozását, a vegyi reakciók végbemenetelét, oxidációt, redukciót, új vegyületek keletkezését. 

A fizikai elváltozások rendszerint kémiai változásokat is eredményeznek és a kémiai elváltozásoknak is vannak fizikai következményei. Ilyen jelenségek bekövetkezhetnek a jármű minden egyes alkotóelemén, attól függően, milyen igénybevételnek, időjárási, környezeti hatásnak vannak kitéve. Ezek az összetett hatások együttesen eredményezik a jármű elhasználódását. A fizikai és kémiai elváltozások okozta elhasználódás a járművek kenőanyagaira is vonatkozik.

A járműveken nagy számban találhatók egymáson működésükből adódóan folytonosan vagy alkalmanként elmozduló alkatrészek illetőleg a jármű rezgései, lengései miatt összesúrlódó részegységek valamint szereléskor egymáson elcsúszó elemek. Ezek mindegyikét - a működőképességüket megfelelően biztosító - kenőanyaggal kezelik a gyártás során. Kenőanyagokat használnak pl. a légzsákok, elektromos csatlakozók, kábelek, kapcsolók, elektromotorok, szelepek, potenciométerek, üléssínek, görgők, ablakműködtető mechanizmusok, zárak, zsanérok, gömbcsuklók, sikló- és gördülőcsapágyak, tengely irányban elmozduló sima vagy bordás kötések mindegyikénél. A kenést igénylő elemek egyrésze élettartam kenésű, más részüket karbantartási ciklusokhoz kötötten vagy a javítások alkalmával a szervizekben újra kenik. Az átlagos járműhasználó ezekről a kenési helyekről és feladatokról rendszerint nemsok információval rendelkezik. Ez azért is van, mert a gyártók arra törekszenek, hogy a járművek a lehető legnagyobb arányban karbantartást, kenést nem igénylő elemekből épüljenek fel. Ahol csak megoldható, a kenési helyekre általában hosszú élettartamú, környezeti hatásoknak jól ellenálló, kémiailag stabil, többnyire szintetikus, konzisztens, folyékony vagy szilárd kenőanyagokat alkalmaznak. 

Hozzáférhető kenési hely

Forrás: https://www.familyhandyman.com

Az alkalmazási helytől függően a járművek kenőanyagainak súrlódás-, kopáscsökkentés, hőelvezetés, korrózióvédelem, szennyeződések és nedvesség bejutása elleni védelem, tömítés, zajcsillapítás a leggyakoribb feladata. E feladataikat a szervizciklusok között illetőleg gyakran a jármű tervezett élettartama alatt (10-12 év) megfelelően el kell látniuk például a motor és a kipufogó rendszer közelében magas hőigénybevétel, illetőleg a futóműnél jelentős időjárási kitettség mellett. Ha valamely részegység érzékelhető rendellenes működése (szokatlan hang, rezgések, megváltozott ellenállás mozgatással szemben stb.) miatt kenésre van szükség, akkor az eredetinek megfelelő kenőanyaggal célszerű azt megoldani. A nagy kenéstechnikai variabilitás miatt ez gyakran nem egyszerű feladat, ezért célszerű szakszervizhez, hozzáértő szakemberhez fordulni. Esetenként a szerviznek is nehéz pontos információkhoz jutni, mert a nagyszámú változó beszállító, vagy azok alvállalkozói döntenek a beépített részegység, alkatrész működése által igényelt kenőanyagról és alkalmazástechnikáról.

Sok főleg egyedi rendszerint rejtett, nehezen hozzáférhető kenési hely kenőanyagainak elhasználódásából adódó problémák főként az idősebb, nagy futásteljesítményű járművek esetén jelentkeznek. Sok apró bosszúságtól kímélhetik meg magukat e járművek használói, ha odafigyelnek és elvégeztetik vagy elvégzik a szükséges kenési műveleteket. Egyes kenési helyeken a kenőanyagok elfáradása, elhasználódása miatti kopások pl. a futóművekben súlyosabb következményekkel is járhatnak. 

Kenési helyek a futóművön. 

Képek forrása: http://www.popularmechanics.com/cars/how-to/a2188/4226213/ http://www.69hemi.com/laststop/h119.jpg

A jelen írásban – a nagy változatosság miatt – részletesebben nem foglalkozunk az autók minden kenési helyének kenőanyagaival és azok összetételével, hatásmechanizmusával, de a következőkben kifejtésre kerülő általános elvek a kenőanyagok elhasználódásáról ezekre is érvényesek.

A következő részben a legfontosabb kenési helyek kenőanyagaival és az azok elváltozásait okozó fizikai, kémiai hatások elemzésével foglalkozunk. 

 

 

Az oldal fő támogatója

 

2017.09.20
- Egerben pótolják a ralibajnokság szeptember elején elmaradt futamát - jelentették be szerdán....
2017.09.20
Német techológiával élesztené újra a legendás Land Rover Defender terepjárót egy brit befektető -....
2017.09.20
- Alig 79 nap alatt körbekerékpározta a Földet egy skót férfi, ezzel bekerült a Guinness Rekordok....
2017.09.20
Sokak szerint a nagyvárosi közlekedés jövője Európán belül mindenképpen Londonban fog kezdődni. Szó....
2017.09.20
– A skót házaspár, Chris és Julie Ramsey csapata a Plug In Adventures szeptember 9-én szelte át a....
2017.09.20
Megkezdődött az Airbus európai repülőgépgyártó A330-as repülőgépeinek összeszerelése az észak-kínai....
2017.09.20
Közúti közlekedési baleset történt az M0-ás autóúton, Csömör külterületén. 2017. szeptember 20-án....
2017.09.20
A fuvarozói érdekképviseletek szerint finomítani kell a nemzeti tengelysúlymérő rendszerre....
2017.09.20
- Bioüzemanyagként hasznosítják újra a londoni csatornahálózatot eltorlaszoló, 250 méter hosszú....
2017.09.20
A világ első hidrogén meghajtású hajója, az Observer a hidrogén alapú, abszolút zöld társadalom....