Tribologie

1. Tribologie Mazání spalovacích motorů Bc. Jiří Bittner

2. Mazání spalovacích motorů

3. V období vzniku spalovacích motorů nebylo prioritou správné spalování bez exhalací, ale funkčnost samotného motoru. Jak plynul čas, stávala se funkčnost samozřejmostí, a tak se začal klást důraz na trvanlivost, bezporuchový provoz, exhalace a v neposlední řadě na ekologii. Všechny zmiňované požadavky mají úzkou souvislost s konstrukcí motorů, způsoby mazání a složením olejů. úvod • 1807 - patentováno první vozidlo poháněné plynovým spalovacím motorem • 1860 - první použitelný plynový motor • 1860 - první spalovací motor, který požíval kapalného paliva • 1877 - první čtyřdobý plynový motor s předběžným stlačením směsi • 1878 - patentování dvoudobého motoru

4. základní funkce olejů schopnost mazat (Tuto vlastnost není kupodivu nijak náročné získat, jelikož ji zajišťuje již základový olej.) chránit motor proti korozi udržovat motor v čistotě udržovat si svou oxidační stabilitu a slučitelnost s plasty vymezovat provozní vůle zajišťovat dobrý odvod tepla ze součástí Látky, které zajišťují výše popsané vlastnosti se nazývají aditiva. Množství příměsí musí být vyvážené a žádná z vlastností by neměla být upřednostňována na úkor jiné. Cílem motorového oleje je zajistit správnou funkčnost motoru v oblasti s tím související po nejdelší možnou dobu.

5. U dvoudobých motorů je mazání prováděno směsí benzínu s olejem, tzv. ztrátový způsob mazání. mazání dvoudobých motorů Způsoby tvorby směsi (palivo-olej): • rozptýlením oleje v palivu v palivové nádrži • dávkovacím čerpadlem do proudu nasávané směsi paliva se vzduchem • dávkovacím čerpadlem k mazaným místům Směs je nasávána do klikové skříně, kde zajišťuje mazání většinou valivých ložisek klikové hřídele, čepu pístu, ojnice a samotného povrchu válce. Tento způsob je modernější než výše uvedený, ale problém nastává při poruše směšovacího čerpadla, může dojít až k zadření motoru. Princip spočívá v přívodu oleje přímo do důležitých mazacích uzlů. Používá se u dvoutaktních motorů se vstřikováním.

6. mazání čtyřdobých motorů

7. mazání čtyřdobých motorů - rozstřikem Jde o jednoduchý způsob, kdy je olej z klikové skříně nabírán lopatkami na šálcích ojnice, a tím je vrhán na vnitřní stranu klikové skříně, kde se rozprašuje. Kapičky oleje pak mají možnost proniknout až ke stěně válců a k pístním kroužkům. Přes lopatky se olej dostane také na samotný čep klikové hřídele. • Výhody: • jednoduchost • Nevýhody: • při vysokých otáčkách selhává mazání • nedokonalý způsob odvodu tepla • prakticky žádná možnost čištění oleje v průběhu provozu

8. mazání čtyřdobých motorů - vrchní Jedná spíše o podpurný způsob u čtyřdobých motorů při záběhu, nebo u vysoce zatěžovaných motorů. Používají se oleje určené ke spalování, které se mísí s benzínem v poměru 1:400. V dnešní době se již nevyužívá.

9. mazání čtyřdobých motorů - tlakové (cirkulační) Tento princip je v dnešní době jediným používaným způsobem mazání spalovacích motorů, které je doplněno již dříve zmiňovaným mazáním rozstřikovacím. Podle toho zda má motor zásobu oleje v klikové skříní, nebo ve zvláštní nádržce lze soustavu rozdělit na systém: • se suchou klikovou skříní • s mokrou klikovou skříní

10. mazání čtyřdobých motorů - tlakové (cirkulační) se suchou klikovou skříní Princip funkce spočívá v nasávání oleje ze spodního víka do olejové nádržky. Odtud je olej dodáván tlakovým čerpadlem do systému mazacích kanálů. Tento způsob mazání se využívá zejména u těžké techniky, traktorů, závodních vozidel, letounů apod.

11. mazání čtyřdobýchmotorů - tlakové (cirkulační) s mokrou klikovou skříní Jde o nejrozšířenější způsob mazání čtyřdobých spalovacích jak benzínových, tak i dieselových motorů. Zásobníkem oleje je spodní víko tzv. olejová vana, kde se mazivo shromažďuje a chladí. Tento způsob mazání lze dále členit na systém: s plnoprůtokovým čističem oleje, s obtokovým čističem oleje a kombinovaný

12. mazání čtyřdobých motorů - tlakové (cirkulační) s mokrou klikovou skříní Systém s plnoprůtokovým čističem oleje. Systém s obtokovým čističem oleje. Systém s kombinovaný 1) přepouštěcí ventil 2) plnoprůtokový čistič 3) chladič oleje 4) čerpadlo oleje 5) přetlakový ventil 6) spodní víko motoru s olejem 7) mazaná místa 8) škrcení 9) obtokový čistič

13. mazání čtyřdobých motorů - tlakové (cirkulační)

14. mazání čtyřdobých motorů – prvky mazacího sys. Olejová čerpadla používána u čtyřdobých spalovacích motorů musí být schopna zajistit požadovaný tlak v mazací soustavě. Mezi nejpoužívanější patří zubová a trochoidní olejová čerpadla. Zubové olejové čerpadlo Princip fce. spočívá v nasávání oleje mezi zuby a stěnu čerpadla. Olej dopravovaný mezi zuby je na ,,výstupu‘‘ vytlačován spoluzabírajícím kolem dále do soustavy. Tento princip je zřejmý z obrázku. Trochoidní olejové čerpadlo Trochoidní čerpadlo se skládá z vnitřního poháněného a vnějšího nepoháněného kola. Vnitřní kolo má vždy pouze o jeden zub méně než kolo vnější a je vůči kolu vnějšímu vyoseno. Jeho výhodou je vyšší dopravní výkon.

15. mazání čtyřdobých motorů – prvky mazacího sys. Chladič oleje Tyto chladiče jsou, konstrukčně obdobou chladičů motorů kapalinou chlazených. Teplo může být z chladiče oleje odváděno proudem vzduchu, u méně zatěžovaných motoru, a nebo kapalinou, u více zatěžovaných motorů . Chladiče oleje jsou využívány u motorů více namáhaných nebo chlazených vzduchem. Jedná se zejména o velké nákladní automobily a stroje pro zemní práce, kde je pojezdová rychlost neúměrně nízká vůči zatížení. Případné využití je u osobních automobilů s motorem vzadu.

16. mazání čtyřdobých motorů – prvky mazacího sys. Čistič oleje slouží k zachycování nečistot z mazacího oleje. Jedná se o nečistoty, které se do motoru dostaly v průběhu chodu z ovzduší, karbon, otěrové částice kovů atd. Rozdělení podle velikosti zachycovanýc částiček: Hrubé - zachycují částice > 40 mm Jemné - zachycují částice > 1-2 mm Rozdělení podle zapojení filtrů na: plnoprůtokové filtry-proudí jimi všechen olej dodávaný čerpadlem do mazacího systému obtokové filtry-čistí část oleje dodávaného čerpadlem cca. 10%. Rozdělení podle konstrukčního provedení na: štěrbinové - rozměr částic, které jsou zachycovány je definován velikostí štěrbiny mezi jednotlivými filtračními elementy objemové - částice jsou zachycovány např. plstěným válečkem s papírovou filtrační vložkou – v dnešní době jsou používány výhradně tyto typy filtrů odstředivé filtry - princip spočívá v zachycování částic o vyšší hustotě než má olej, vlivem odstředivé síly.

17. mazání Wankelova motoru Dnešní modernizované Wankelovy motory, které jsou zřídka používány se výrazně liší od jejich původní koncepce. Jde o to, že motory vyvinuty F. Wankelem měly vnitřní a vnější rotační píst. Kdežto původní motory upravené vývojovým střediskem firmy NSU ve spolupráci s F. Wankelem mají jeden píst, jež koná krouživý pohyb. Mazání Wankelova-NSU motoru je nutno rozdělit do dvou základních částí, a to na mazání uvnitř pístu a mazání radiálních těsnících lišt.

18. výkonnostní klasifikace (VK) API- např. SF/CE S…-olej pro zážehové motory C…-olej pro vznětové motory Písmeno na druhé pozici značí výkonnost daného oleje S…/C…-olje je vhodný pro zážehové i vznětové motory ACEA- např. A1/B1-04 A…/B…- oleje pro zážehové a vznětové motory C…-oleje kompatibilní s katalizátory E…-oleje pro velmi zatěžované vznětové motory Číslo na druhé pozici charakterizuje kategorii dané skupiny -04-rok začlenění Přechod z CCMC na ACEA Výkonnostní klasifikace popisuje vlastnosti motorového oleje při různých typech provozního zatížení. Kontrolované vlastnosti jsou např.: • koroze a oxidace povrchu součástí • oxidační stabilita • pěnění oleje • úspora paliva • ochrana proti otěru a tvorbě úsad za vysokých teplot VK pro automobilové oleje: API - americké normy ACEA - evropské normy VW, MB, VOLVO, MAN - firemní normy výrobců motorů a vozidel ILSAC - mezinárodní poradní výbor pro standardizaci maziv VK pro jednostopá vozidla a lodní motory: API, JASO - jednostopá vozidla NMMA - všechny lodní motory

19. viskozitní klasifikace Viskozitní třídy SAE motorových olejů podle vnějších teplot (°C) Závislost oleje na teplotě je charakterizována viskózním indexem (VI). S rostoucí hodnotou VI se při změnách teploty vazkost mění méně. Viskózní index se používá zejména v odborných kruzích. V katalozích se pro určení viskózních vlastností oleje využívá zejména SAE klasifikace. V SAE klasifikaci je využito 6 zimních a 5 letních tříd. Číslo je bezrozměrné a nevyjadřuje vztah k žádné fyzikální veličině. Čím je hodnota vyšší, tím je i olej za dané teploty viskóznější. Viskozita oleje může vyhovovat jedné viskózní třídě nebo více třídám. Podle toho jsou motorové oleje děleny na jednorozsahové a vícerozsahové Pro klimatické prostředí střední Evropy se používají oleje s označením SAE 5W-40 a SAE 10W-40.

20. viskozitní klasifikace KONEC Děkuji za pozornost.