Zużycie kontrolowane
- docieranie i proces zużycia silnika motocykla

 

Nie każdy może zaznać uczucia odbierania nowego jednośladu Cóż, wysokie ceny nowych motocykli są często zaporą nie do przebycia dla wielu fanów dwóch kółek. Szczęśliwy nabywca odjeżdża sprzed drzwi sklepu odprowadzany zazdrosnymi spojrzeniami przygodnych gapiów. Rozpoczyna tym samym eksploatację swojego jednośladu. Już momencie można postawić pytanie: czyjego motocykl można nazwać jest „nowym”? Czy pojazd odbierany z salonu jest faktycznie nowy? W potocznym pojęciu oczywiście tak. W rzeczywistości jednak nieubłagane procesy zużywania się elementów towarzyszą wszystkim mechanizmom już w fabryce. Wówczas gdy silnik zostaje uruchomiony po raz pierwszy na stanowisku regulacyjnym, gdy fabryczny kierowca przejeżdża pierwsze próbne kilometry.

W gronie kolegów i znajomych pojęcie „nowego pojazdu” funkcjonuje nawet przez kilka miesięcy po zakupie nowego jednośladu. Nie można jednak zapominać, że użytkowanie motocykla pociąga za sobą zużycie elementów już od pierwszych minut pracy silnika i pierwszych przejechanych kilometrów. Oczywiście w inny sposób zużywają się końcówki kierownicy wygniatane ręko-ma prowadzącego, w inny zaś sposób ścierane butami podnóżki. Trzeba zdawać sobie jednak sprawę, że zużywa się w zasadzie wszystko. Opony, klocki hamulcowe, tarcze i bębny, amortyzatory, resory, elementy instalacji elektrycznej, świece zapłonowe, łożyska piast kół. Nawet matowiejące powłoki lakiernicze to proces zużycia, którego konsekwencją po pewnym czasie jest konieczność ponownego malowania elementów. Dodajmy do tego procesy korozyjne, i to nie tylko stalowych, ale również aluminiowych części, a będziemy mieli częściowy obraz ciągłej degradacji pojazdu mechanicznego.

Oczywiście procesy zużywania się elementów mają różny przebieg. Jedne następują bardzo szybko, inne znacznie wolniej. Jedne można naprawić w bardzo łatwy sposób, inne wymagają znacznie większych nakładów finansowych. Właśnie ze względu na koszty najbardziej niepokojące jest zużywanie się jednostki napędowej, która stanowi serce każdego pojazdu silnikowego. Jest to tym bardziej interesujące, że znajduje się tutaj najwięcej elementów, które podlegają zużyciu. Okazuje się, że w wielu przypadkach sam użytkownik może bardzo ograniczyć lub spowolnić zużycie części. Bo tak naprawdę jednostka napędowa wykonuje przecież polecenia prowadzącego. Można by rzec, że oprócz elektronicznych czy mechanicznych elementów sterujących, każdy silnik objęty jest przede wszystkim podstawowym systemem sterowania - poleceniami kierowcy.

Prześledźmy pokrótce procesy zużywania się silnika, idąc od góry ku dołowi jednostki napędowej. Taka analiza świetnie obrazuje, jak ogromne niszczycielskie siły wyzwalane są wewnątrz najważniejszego podzespołu, na zewnątrz wyglądającego nadzwyczaj spokojnie.

            Zacznijmy od głowicy, zakładając, że pracuje w niej wałek rozrządu. Jego krzywki narażone są na ogromne przeciążenia. Z czasem wycierają się lub wręcz występują na nich ubytki materiału. Zużyciu podlegają także powierzchnie robocze popychaczy lub dźwigienek oraz trzonki zaworów. Z kolei grzybki zaworowe narażone są na wypalenie, podobnie jak gniazda zaworowe. I tutaj pojawia się pierwsze pole do popisu dla użytkownika. Dbałość o regularne ustawianie luzu za-worowego chroni przed wypalaniem zaworów i gniazd zaworowych. Z kolei stosowanie dobrej jakości oleju zapewni smarowanie wałków rozrządu w momencie rozruchu. Trzeba pamiętać, że głowica cylindrów to element najbardziej oddalony od pompy oleju. Zanim środek smarny zostanie podany do głowicy, może minąć nawet kilka sekund, przez które wiele elementów pracuje „na sucho”. Zastosowanie olejów syntetycznych zapobiega temu niekorzystnemu zjawisku, bowiem takie oleje nie wykazują tendencji do całkowitego ściekania i długo utrzymują się na elementach. Trzeba tutaj za-znaczyć, że nie należy wprowadzać oleju syntetycznego do silników, które długo pracowały na oleju mineralnym. Oleje syntetyczne mają bardzo dobre własności myjące. Mogą rozpuścić nagromadzone w silniku osady, powodując zatkanie kanałów olejowych. Olej syntetyczny powinien być zalany do silnika podczas pierwszej wymiany oleju, po wypuszczeniu środka smarnego zalanego w fabryce. Nie wcześniej, bowiem fabrycznie zalany olej spełnia bardzo ważną funkcję (o czym za chwilę).

Idąc dalej tropem zużycia silnika, docieramy do cylindrów i tłoków. Ogromne siły, jakie tutaj powstają, nie pozostają bez wpływu na stan i kształt tych elementów. Bardzo narażone na zużycie są łożysko główki korbowodu i sworzeń tłokowy. Ciągłemu ścieraniu podlegają płaszcz tłoka, pierścienie tłokowe i robocza powierzchni cylindra. W miejscu górnego, martwego położenia tłoka na cylindrze tworzy się wyraźny rant. Cylinder przestaje także być okrągły, podlega procesowi owalizacji. Wynika to z faktu, że tłok nie naciska równomiernie na ścianką cylindra. Tutaj w ograniczeniu zużycia bardzo może pomóc styl jazdy kierowcy. Brutalne obchodzenie się z „gazem”, ciągłe przyśpieszanie i hamowanie silnikiem oraz wprowadzanie jednostki napędowej na bardzo wysokie obroty, zaprocentują z pewnością szybkim zużyciem układu tłok-cylnder. Z kolei stosowanie paliwa niskiej liczbie oktanowej spowoduje wypalenie tłoków. Dodajmy, że spokojna jazda to nie tylko wydłużoenie żywotności silnika (i nie tylko), ale również mniejsze zużycie paliwa. Same korzyści dla kieszeni.

Tropiąc procesy zużywania się jednostki napędowej, docieramy do wału korbowego. Tutaj najbardziej obciążonymi elementami są oczywiście łożyska główne wału oraz łożyska stóp korbowodów. Oczywiście inne zużycie towarzyszy łożyskom ślizgowym (panewkom), inne zaś łożyskom tocznym. Łożyska ślizgowe nie są na przykład tak wrażliwe na czystość oleju silnikowego. W łożyskach tocznych najmniejszy nawet „okruch” w środku smarnym może zablokować element toczny (najczęściej rolkę) i doprowadzić do jego zniekształcenia. Stąd już tylko krok do awarii całego łożyska. Łożyska toczne z kolei nie są tak wrażliwe na brak środka smarnego. Nawet dość długo mogą pracować bez odpowiedniej ilości oleju. Taka sytuacja dla panewek jest wręcz zabójcza i prowadzi do zatarcia łożyska ślizgowego. Film olejowy oddzielający współpracujące powierzchnie w łożysku ślizgowym jest bardzo cienki i jezo zerwanie nie jest trudne. Trzeba zatem dbać o czystość oleju silnikowego, przestrzegając zalecanych przebiegów między wymianami. Warto :także stosować oleje syntetyczne, by zapewnić nieprzerwane smarowanie łożysk. Występuje tutaj bowiem ta sama sytuacja, co w układzie rozrządu. Po uruchomieniu silnika łożyska wału łożyska korbowodowe muszą przez chwilę czekać na podanie oleju, przez pompę.

Mówiąc o zużyciu jednostki napędowej, nie sposób nie wspomnieć o sprzęgle i skrzyni biegów. Tarcze sprzęgła ścierają się, bowiem bardzo często pracują w poślizgu. Z kolei kola zębate skrzyni biegów podlegają nieco innemu zużyciu. Ich zęby, przenosząc ogromne naciski, „wygniatają” się, co prowadzi do ubytku materiału. Co ciekawe, kołom zębatym nie szkodzą najbardziej stale utrzymywane, wysokie obroty. Koła zębate nie tolerują wolnej jazdy na zbyt wysokim biegu, a zwłaszcza przyspieszania na zbyt wysokim biegu. To wtedy występują największe przeciążenia powodujące nadmierne zużycie kół zębatych. Każdemu przełożeniu powinna towarzyszyć odpowiednia prędkość. Warto dodać, że zbyt szybkie przełączanie biegów przy wysokich obrotach powoduje szybkie zużycie sprzęgieł kłowych. Efektem tego zużycia po pewnym czasie jest „wypadanie” biegów.

Mówiąc o zużywaniu się silnika, nie można zapominać o fazie docierania motocykla. Panuje powszechny pogląd, że minęły już czasy, gdy konieczne jest docieranie pojazdu. Nic bardziej błędnego. Nawet obecnie stosowane bardzo zaawansowane technologie obróbki materiałów i montażu, nie mogą wyeliminować fazy docierania przez użytkownika. Nawet najlepiej obrobiona powierzchnia pod mikroskopem wygłąda niemal jak alpejski krajobraz. Te nierówności w zestawieniu z podobnymi na drugiej, współpracującej powierzchni, muszą się po prostu do siebie „dopasować”. Oczywiście film olejowy dba o to, by proces tarcia przebiegał odpowiednio łagodnie i nie zakończył się zatarciem.

            Proces docierania niezbędny jest również ze względu na powszechne stosowanie w motocyklach tak zwanych „minutowych” pierścieni tłokowych. Powierzchnia robocza takich pierścieni ma lekko stożkowy kształt. Odchylenie od pionu jest bardzo niewielkie, sięga zaledwie 60 minut (niecały stopień). Pierścień pracuje początkowo niewielką powierzchnią, właściwie jakby rantem. Dopiero z czasem, zamiast ścierać się na całej powierzchni doprowadzając do systematycznego rozszczelniania, pracuje na coraz szerszej powierzchni, coraz lepiej uszczelniając cylinder. Na początku jednak powierzchnia styku jest bardzo mata, a przecież pierścień musi odprowadzić do ścianki cylindra wysoką temperaturę i wytrzymać duże ciśnienie gazów od strony komory spalania. Dlatego na początku z silnikiem trzeba obchodzić się bardzo delikatnie, by nie doprowadzić do zatarcia lub zapieczenia się pierścieni „minutowych”.

            Proces docierania ma także ogromne znaczenie dla tłoków. Jeszcze w latach pięćdziesiątych czy sześćdziesiątych luz między tłokiem a cylindrem sięgał wartości 0,15mm. Dzisiaj wynosi on niekiedy zaledwie 0,02 mm! To jeden z czynników wpływających na wyższe moce jednostkowe i poważne zredukowanie hałasu mechanicznego. Jednak w początkowej fazie użytkowania z tak „ciasno” ułożonymi tłokami trzeba obchodzić się łagodnie. To dlatego w instrukcjach motocykli spotykamy wytyczne, by przez pierwsze 150-200 krn nie przekraczać 3/4 maksymalnego zakresu obrotów silnika, a od 200 do 500 km wykorzystywać pełny zakres obrotów tylko chwilowo. Dopiero od 500 do 1000 km można wykorzystywać pełen zakres obrotów przez dłuższy czas, a po 1000 krn jeździć bez żadnych ograniczeń.

            Można przyjąć obecnie, że motocykl jest dotarty po przejechaniu ok. 1000 krn. Tak jest jednak w przypadku maszyn z cylindrami o gładziach żeliwnych. Silniki, w których powierzchnia robocza cylindrów pokryta jest twardymi powłokami galwanicznymi (np. nikasil), wymagają przejechania ok. 2000 km. Proces docierania jest tutaj co prawda dłuższy, za to elementy tego typu zapewniają znacznie wyższą trwałość.

            W tym miejscu pojawia się sprawa oleju silnikowego. Po przebiegu 1000-1500 krn fabrycznie zalany olej silnikowy powinien być wymieniony. Wraz z nim opuszczają silnik „produkty” fazy docierania: metalowy pył, opiłki, resztki procesu produkcji przegapione przez kontrolę jakości. Trzeba też zaznaczyć, że faza docierania powinna być prowadzona właśnie na oleju zalanym w fabryce. Nie jest to zwykły środek smarny, ale właściwie specjalna mieszanina o innych właściwościach i innej lepkości niż zalecany olej. Ma więcej środków antykorozyjnych i ma nieco gorsze własności smarne. Gdyby zmontowany w fabryce silnik od razu zalać znakomitym olejem syntetycznym, to proces docierania zostałby nadmiernie wydłużony. Mówiąc w wielkim skrócie, byłby on zbyt dobry. Znakomicie pełni swoją rolę, ale dopiero po dotarciu jednostki napędowej. W fazie docierania stabilizuje się także zużycie oleju. Początkowo może być wysokie, dopiero potem maleje.

            Oczywiście proces docierania dotyczy także innych elementów mechanicznych: wałków rozrządu, napędu rozrządu, łożysk i kół zębatych. Wszystko musi się do siebie dopasować, by później pracować cicho, spokojnie i bezawaryjnie. Zmieniają się tolerancje wykonawcze, wprowadzane są wciąż nowocześniejsze technologie. Faza docierania nie ma już tak wielkiego znaczenia jak kiedyś. Nadal jednak jest niezbędna. Może doczekamy kiedyś czasów, że nie będzie ona konieczna. Z pewnością jednak nieprędko to nastąpi. Tak jak nie można liczyć na skonstruowanie mechanizmów, które nigdy by się nie zużywały.

Literatura: Świat Motocykli 09/2001

 

http://motocykle.spedia.net