Nulové opotřebení. Jaké jsou optimální otáčky motoru? | Argumenty a fakta

Spalovací motory mají optimální provozní režimy, při kterých je dosaženo špičkového tahu. Při dodržení těchto standardních podmínek bude zařízení sloužit mnoho let bez poruch. Existují však také režimy, které vedou k opotřebení třecích částí a prudkému snížení životnosti pohonné jednotky. Pokud motor překročíte limity optimálních otáček, existuje vysoká pravděpodobnost poruchy. Jaké jsou tyto režimy a na co by si měli řidiči dávat pozor?

Nízká rychlost a opotřebení

V motoru je mnoho třecích částí a jejich životnost závisí na rychlosti otáčení klikového hřídele. Opotřebení pístních kroužků, vložek, vaček mechanismu rozvodu plynu a dalších částí není bez vlivu zatížení při různých rychlostech a při náhlých změnách provozního režimu motoru. Nejhorší je, když je v nízkých otáčkách aplikována vysoká zátěž spojená s prudkým nárůstem teploty. Rychlost opotřebení třecích ploch v tomto režimu je maximální. Postižena jsou také ložiska, stěny válců a pístní kroužky. Pro řidiče motorů se tato rychlostní zóna nazývá režim tažení.

Časopis „Behind the Wheel“ společně s USA provedl studii vlivu rychlosti na opotřebení dílů vyráběných AvtoVAZ. Pokud pozorně prostudujete graf opotřebení na pístních kroužcích a stěnách válců, uvidíte, že tažná zóna začíná při volnoběžných otáčkách a sahá až k přibližně 2000 ot./min. V tomto rozsahu olejové čerpadlo nefunguje dostatečně dobře, a pokud se zatížení motoru prudce zvýší, například při rozjezdu auta s nákladem do kopce, pak přidání plynu vyvolá silný tlak ve spalovacích komorách. Nedostatek oleje vede k vysokému opotřebení „suchých“ dílů.

Optimální režim

Při 1500 otáčkách za minutu však čerpadlo dosáhne své projektované kapacity, čerpá mazací kapalinu a opotřebení klesne téměř na nulu. Už při 1800 ot./min. všechny třecí jednotky „plavou“ na olejových filmech, přímý kontakt mezi povrchy dílů zmizí a rychlost opotřebení klesne na nulu. Začíná optimální provozní režim motoru.

Výroba dílů je již tak malá, že ji stávající přístroje nezaznamenají. Ideální rozsah chodu motoru je od 2000 do 4000 ot./min. Zde dochází k maximálnímu točivému momentu.

červená zóna

S rostoucími otáčkami klikového hřídele se opotřebení znovu objevuje a exponenciálně se zvyšuje. Přibližně od 3800 ot./min. při velkém zatížení se zvyšuje výkon na ložiskách klikového hřídele. Na pístních kroužcích a stěnách válců je opět patrné opotřebení přibližně od 4500 ot./min. Zvýšená teplota oleje snižuje mazací vlastnosti, ochranný film mezi třecími páry někdy praská a povrchy dílů se dostávají do vzájemného kontaktu. Maximální výkon je pozorován při 5-6 XNUMX otáčkách za minutu, to znamená v červené zóně otáčkoměru. Horký olej nemůže odolat silnému tlaku třecích částí. Motor se opotřebovává a jeho životnost prudce klesá.

Za optimální rychlost pístu označují motoristé 5-7 m/s, což odpovídá rozsahu 2000-4000 ot./min. pro motory o objemu 1,6 litru instalované na drtivé většině sériově vyráběných vozů.

Obecně platí, že pro zachování životnosti motoru je lepší nesnižovat jeho otáčky pod 2000 a nezvyšovat je nad 4500. Neměli byste se pokoušet zrychlovat, pokud je vůz v cestovním režimu a jeho motor točí na 1500 ot./min. Pokud při aktivovaném nejvyšším převodovém stupni sešlápnete plyn, zatížení se prudce zvýší, točivý moment zatíží díly, ale řádná akcelerace nebude následovat, protože motor se ještě neroztočil do vysokých otáček. Jednoduše se nažere sám.

Pokud je auto hodně naložené a potřebujete prudce zrychlit, pak je lepší přeřadit na nižší rychlostní stupeň a zvýšit rychlost na 2500-3000, aby bylo zajištěno maximální mazání třecích párů. V tomto případě již můžete sešlápnout plyn.

Mezitím se doporučuje periodicky zvyšovat otáčky na 4000, aby se spálily karbonové usazeniny ve spalovacích komorách a důkladně protřepat ventily, aby se začaly otáčet vlivem vibrací. Jinak se při dlouhodobém zatížení v jedné poloze objeví na konci ventilu zářez.

Pro „usmažení“ motoru je potřeba vyjet s autem mimo město a v teplém a suchém počasí jet asi hodinu po dálnici při otáčkách klikového hřídele kolem 4000. Je to podobné jako při jízdě na čtvrtý rychlostní stupeň manuální převodovka při rychlosti 110 km/h.

S “klínem”
V autoškolách nechybí instruktoři, kteří vás naučí jezdit „naostro“, v minimálních rychlostech – prý se tak motor méně opotřebovává. Někteří z nich dokonce ohýbají pedál nebo pod něj umístí dřevěnou zarážku – pak, ať se snažíte sebevíc, nebudete schopni úplně otevřít plyn. Takhle jezdí další řidič – s „klínem“, který se bojí, jakmile ručička otáčkoměru překročí hranici 2000. Tento styl ospravedlňují úsporou paliva a péčí o motor.
Pokud jde o spotřebu paliva, je to pravda jen částečně. V nízkých otáčkách motor netáhne, takže při předjíždění nebo sebemenším znatelném stoupání je vyznavač tohoto stylu jízdy nucen „šlápnout“ na plynový pedál, čímž se směs dále obohacuje a spaluje se ušetřené palivo.

Takže možná vyhráváme ve zdrojích? Odpověď je na první pohled zřejmá: nižší otáčky motoru znamenají nižší relativní rychlosti pohybu dílů a podle toho klesá opotřebení. Ale není to tak jednoduché. Nejkritičtější kluzná ložiska (vačkový hřídel, hlavní a ojniční čepy klikového hřídele) jsou navržena pro provoz v režimu hydrodynamického mazání. Olej pod tlakem je přiváděn do mezery mezi hřídelí a vložkou a absorbuje vzniklé zatížení a zabraňuje přímému kontaktu dílů – jednoduše „plavou“ na takzvaném olejovém klínu. Koeficient tření s hydrodynamickým mazáním je extrémně malý – pouze 0,002-0,01 (u mazaných ploch s hraničním třením je to desítkykrát vyšší), takže v tomto režimu vložky vydrží stovky tisíc kilometrů. Tlak oleje však závisí na otáčkách motoru: olejové čerpadlo je poháněno klikovým hřídelem. Pokud je zatížení motoru vysoké a otáčky jsou nízké, může být olejový klín přitlačen až ke kovu a vložka se začne lámat a opotřebení rychle postupuje, jak se mezery zvětšují: vytváření „klínu“ je stále více a obtížnější, není dostatek oleje.

Při jízdě nízkou rychlostí navíc dochází k rázovému zatížení motoru a převodovky. Setrvačnost rotujících částí již nestačí k vyhlazení vzniklých vibrací. Totéž se děje při startování. Vzpomeňme na autoškolu: jakmile náhle pustíte spojku s nízkým plynem, auto začne naskakovat. Někdy to končí selháním spojky: pružné destičky zajišťující hnaný kotouč ke skříni nevydrží, prasknou a pružiny vyskočí z oken. Je lepší trochu ztratit kvůli opotřebení, ale vyhnout se předčasnému selhání.
Čím více tedy od motoru požadujeme (ostré zrychlení, stoupání, naložené auto), tím vyšší rychlost by měla být. Naopak při klidné jízdě, kdy je motor lehce zatížen, nemá smysl hnát ručičku otáčkoměru až na konec stupnice.

Zlatá střední cesta
Zrychlené opotřebení vložek není jediné zlo ze závislosti na nízkých otáčkách. Během krátkých jízd v těchto režimech se v motoru hromadí nízkoteplotní usazeniny, především v mazacím systému. Pokud s ním pojedete po dálnici, horký olej pod tlakem důkladně propláchne systém a zároveň spálí přebytečný karbon ve spalovacích prostorech a drážkách pístů. Někdy je možné obnovit kompresi ve válcích, která se snížila kvůli výskytu kroužků.
Při rozebírání motoru Zhiguli mnoho lidí věnovalo pozornost vymazaným drážkám na konci ventilů – stopám po pákách. Tyto značky znamenají: ventily se neotáčely, ale pracovaly po celou dobu v jedné poloze. Mezitím rotace ventilu prodlužuje jeho životnost, což je možné pouze při otáčkách nad 4000-4500 ot./min. Málokdo dává motor do těchto režimů, proto se na ventilech objevuje zářez. A pak ona sama začne bránit jejich rotaci.

Dlouhá práce v blízkosti červené zóny ale také není pro motor dobrá. Chladicí a mazací systémy fungují na maximum, bez rezervy. Nejmenší závada v prvním z nich – chladič ucpaný chmýřím zepředu nebo těsnicí hmotou zevnitř, vadný termostat – a ručička teploměru budou v červené zóně. Špatný olej nebo mazací kanály ucpané nečistotami mohou způsobit odírání dílů nebo dokonce „zadření“ vložek nebo pístů a prasknutí vačkového hřídele. Proto by „závodníci“ neměli ztrácet ze zřetele manometr a ukazatel teploty. Provozuschopný motor, naplněný dobrým olejem, zvládá bez problémů maximální otáčky. Samozřejmě, že v tomto režimu je jeho zdroj snížen, ale ne katastrofálně — pokud se náhradní díly neukážou jako „levoruké“!

Mezi těmito dvěma extrémy leží zlatá střední cesta. V závislosti na konkrétních podmínkách je optimální režim 1/3-3/4 otáčky maximálního výkonu. V záběhovém režimu jsou také nepřijatelné příliš nízké otáčky a horní limit by měl být snížen na 2/3 „maximální rychlosti“. Hlavní zásada ale zůstává neotřesitelná – čím vyšší zátěž, tím vyšší rychlost by měla být.

Studený start
Startování v chladném počasí není dobré pro motor. Benzín zkondenzovaný na studených stěnách válce nehoří, ale ředí a smývá z nich olejový film. Proto jsou vysoké otáčky pro nezahřátý motor škodlivé a staré karburátorové motory nefungují dobře v nízkých otáčkách. Vstřikovací motory umožňují jízdu hned, ale je lepší počkat minutu, než olej alespoň trochu cirkuluje v celém systému a dostane se ke všem součástem.

K hladovění oleje může dojít ihned po spuštění, pokud se olej nestihne vrátit do jímky a čerpadlo ztrácí vzduch. Pokud se tedy rozsvítí kontrolka nízkého tlaku oleje, okamžitě vypněte motor na 30-40 sekund a nechte jej vypustit. Příčinou může být buď příliš hustý olej, nedostatečná hladina oleje nebo ucpaný olejový zásobník.

Úžeh
Toto nebezpečí číhá na řidiče, který neustále spěchá: poté, co vyhrál několik sekund v bláznivém závodě, vyletí na chodník, vypne zapalování a. ve stejnou chvíli začne stoupat teplota motoru. Ještě před vteřinou byla zachována tepelná rovnováha motoru běžícího ve vysokých otáčkách díky intenzivní cirkulaci chladicí kapaliny a proudění vzduchu chladičem. Ale čerpadlo, které to pumpovalo, se zastavilo a písty, ventily a hlava válců byly stále velmi slabé.agregací. Někdy se tekutině podaří i vařit a pára odvádí teplo stokrát hůře. Po několika takových přehřátích se může hlava válců deformovat, její těsnění může vyhořet – opravy nejsou levné.

Cesta ven je jen jedna – po aktivní jízdě nechte motor alespoň 15-20 sekund vychladnout na volnoběh. To je důležité zejména u přeplňovaných motorů. Výměna porouchané turbíny bude stát mnohem více než ušetřený čas.

Čím více od motoru požadujeme (ostré zrychlení, stoupání, naložené auto), tím vyšší rychlost by měla být

Optimální režim – 1/3 – 3/4 otáčky maximálního výkonu

Vysoké otáčky nezahřátých motorů jsou škodlivé

Po aktivní jízdě nechte motor vychladnout na volnoběh.