Když se mluví o mazání spalovacího motoru, diskuse se obvykle točí kolem viskozity, tepelné degradace nebo HTHS odolnosti. Často se ale zapomíná na fenomén, který dokáže i ten nejkvalitnější syntetický olej proměnit v nefunkční emulzi. Je to aerace – nasycení oleje vzduchem.
Aerace motorového oleje je skutečný problém
Články na téma problémy s motorovým olejem:
- Co dělat, když motor žere olej
- Jak na odsátí oleje z motoru
- Ředění oleje naftou nebo benzínem
- Auto žere olej – co dělat?
- Nafta nebo benzín v oleji – co s tím?
- Nafta v oleji a benzín v oleji – kdy je to problém?
- Auto žere olej – co s tím?
- Přibývá olej v motoru – dá se s tím něco dělat?
- Černý motorový olej – je to normální?
- Benzín v oleji je dnes naprosto normální
- Motor 2.0 TDI a spotřeba oleje – jak se k tomu staví Škoda?
- Jak dlouho vydrží motor běžet bez oleje?
- Aerace oleje v motoru je problém, který nemá snadné řešení - právě čtete
- Engine runaway: Když je oleje v sání už moc
- Mechanismus průniku: Proč olej „přibývá“?
- Spotřeba oleje 1 litr na 1000 km: Je to normální?
Když se z nestlačitelného stane stlačitelné
Pro běžného řidiče je to naprosto abstraktní pojem. Pro konstruktéry motoru nebo tribology je to noční můra, se kterou musejí počítat a vypořádat se s ní při vývoji. Základní premisa hydrauliky je prostá: kapaliny jsou nestlačitelné. Na tomto fyzikálním zákonu stojí fungování nejen samotného mazacího filmu v ložiskách, ale i celá řada hydraulických subsystémů moderních motorů, od hydraulických zdvihátek ventilů (hydroštelů) až po fázovače vačkových hřídelí (VVT) nebo napínáky řetězů.
Problém nastává ve chvíli, kdy se do oleje dostane vzduch. A nemluvíme teď o povrchové pěně, kterou vidíte na měrce, když ji vytáhnete z přelitého motoru. Mluvíme o mikroskopických bublinkách rozptýlených v celém objemu kapaliny. Olej nasycený vzduchem mění své fyzikální vlastnosti. Najednou se stává stlačitelným. Představte si to jako rozdíl mezi tím, když šlápnete na beton a když šlápnete na molitan. V praxi to znamená, že hydraulický systém reaguje se zpožděním. Fázovač vačky se nepřestaví včas a hydraulické zdvihátko nedokáže vymezit vůli, což vede k typickému cvakání. Motor ztrácí přesnost časování a v extrémních případech i výkon.
- Mohlo by vás zajímat: Jak dlouho vydrží motor běžet bez oleje?
Kliková hřídel jako mixér
Kde se ten vzduch bere? Interiér klikové skříně je za chodu motoru extrémně chaotické prostředí. Kliková hřídel s ojnicemi rotuje rychlostí několika tisíc otáček za minutu a funguje jako obří šlehač. Olej tryskající z ložisek naráží do rotujících částí, tříští se o stěny bloku a padá zpět do vany, kde strhává vzduch pod hladinu.
Situaci zhoršuje tzv. windage efekt – aerodynamický vír kolem klikovky, který brání oleji stéct rychle zpět do klidné zóny vany. Pokud je hladina oleje příliš vysoká, protizávaží klikové hřídele narážejí přímo do hladiny, čímž dochází k okamžité masivní aeraci. Paradoxně i příliš nízká hladina nebo špatný design sacího koše může způsobit, že čerpadlo začne přisávat vzduch přímo, zejména při vysokém bočním přetížení v zatáčkách.
Narušení hydrodynamického klínu
Zatímco nestálé chování hydrauliky je nepříjemné, skutečné riziko pro životnost motoru leží jinde – v kluzných ložiskách. Bubliny snižují nosnost filmu a výsledkem je zmíněné mezní tření, případně tření smíšené. Aby se kovové plochy (např. čep kliky a pánev ložiska) nedotýkaly, musí mezi nimi existovat souvislý olejový film udržovaný hydrodynamickým tlakem.
Pokud se do oblasti vysokého tlaku dostane bublina vzduchu, pod zátěží se stlačí nebo praskne. Kontinuita filmu se přeruší. V tu chvíli dochází ke přímému kontaktu kovu na kov – k meznímu tření. Jedná se o mikroskopické kontakty, kde dochází k lokálnímu přehřívání a urychlenému opotřebení materiálu.
Jak se bránit? Fyzikou i chemií
Boj s aerací probíhá na dvou frontách. Tou první je chemie. Moderní oleje obsahují protipěnivostní přísady (nejčastěji na bázi silikonů nebo akrylátových kopolymerů). Tyto látky snižují povrchové napětí bublin, což usnadňuje jejich prasknutí, jakmile dosáhnou hladiny. Mají ale své limity, řeší totiž spíše povrchovou pěnu než vzduch rozptýlený v objemu. Mikrobublinky se totiž chovají jinak a přísady na ně mají menší vliv.
Klíčem je dát oleji čas se „uklidnit“. Konstruktéři vkládají do vany přepážky v případě sportovních aut i segmenty oddělující klikovku od olejové vany, které brání zpětnému našlehávání stékajícího oleje. Vrcholem je v tomto směru systém suché skříně. Zde je olej okamžitě odsáván z motoru do externí nádrže. Tato nádrž funguje jako separátor – díky své konstrukci a objemu dává oleji dostatek času na to, aby bublinky vzduchu vystoupaly na hladinu a zmizely dříve, než čerpadlo pošle olej zpět do okruhu.
Zdroj médií: Depositphotos.