Πηγή
Πηγή
Λιπαντικά και σύστημα λίπανσης (4Τ 260, 4/1992)
Συντάκτης: Νίκος Λουπάκης
Όλοι οι οδηγοί γνωρίζουν ότι, κατά διαστήματα, πρέπει να αλλάζουν λάδια στη μηχανή του αυτοκινήτου τους. Λίγοι όμως είναι αυτοί που γνωρίζουν το γιατί.
ΟΤΑΝ το χειμώνα νιώσουμε τα χέρια μας να παγώνουν, ασυναίσθητα αρχίζουμε να τα τρίβουμε για να ζεσταθούν. Εκείνη τη στιγμή κανείς μας δεν σκέφτεται ότι, η αύξηση της θερμοκρασίας των χεριών μας οφείλεται στην τριβή, μια ιδιότητα της ύλης χωρίς την οποία ο κόσμος θα είχε σίγουρα τελείως διαφορετική μορφή από αυτήν που έχει τώρα. Όμως η αύξηση της θερμοκρασίας είναι μία μόνο από τις συνέπειες που έχει το τρίψιμο δύο επιφανειών. Μια άλλη πολύ σημαντική συνέπεια είναι η φθορά των τριβομένων επιφανειών. Θυμηθείτε τί γίνεται όταν τρίβουμε ένα κομμάτι ξύλο με γυαλόχαρτο: λιγότερο ή περισσότερο μικρά κομμάτια ξύλου (ανάλογα με το πόσο «χοντρό» ή «ψιλό» είναι το γυαλόχαρτο) αποκολλούνται από την επιφάνειά του και σκορπίζονται σαν σκόνη.
Τί σχέση έχουν όλα αυτά με τη μηχανή του αυτοκινήτου; Θυμηθείτε πώς λειτουργεί ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης: τα αέρια που παράγονται από την καύση του μίγματος σε κάθε κύλινδρο, σπρώχνουν τα αντίστοιχα έμβολα που μεταδίδουν μέσω των διωστήρων την κίνηση στο στροφαλοφόρο άξονα. (Για περισσότερες πληροφορίες πατήστε εδώ). Έτσι, τα έμβολα τρίβονται πάνω στα εσωτερικά τοιχώματα των κυλίνδρων, οι διωστήρες πάνω στο στροφαλοφόρο, ο στροφαλοφόρος και ο εκκεντροφόρος πάνω στα αντίστοιχα έδρανα κ.λπ. Υπάρχουν λοιπόν πολλά κινούμενα μέρη σε έναν κινητήρα τα οποία μάλιστα, εκτός από τις συνέπειες της τριβής με τα ακίνητα (ή άλλα κινητά) μέρη, έχουν να αντιμετωπίσουν και τις υψηλές θερμοκρασίες που αναπόφευκτα αναπτύσσονται. Αν αυτά αφήνονταν …στην τύχη τους τότε οι κινητήρες θα καταστρέφονταν πριν καλά - καλά προλάβουν να λειτουργήσουν. Για να μην συμβεί λοιπόν κάτι τέτοιο, οι τριβόμενες επιφάνειες των κινητήρων λιπαίνονται, ώστε να μειωθούν σε σημαντικό βαθμό οι δυνάμεις τριβής που αναπτύσσονται μεταξύ τους και να μην έχουμε αποτελέσματα ανάλογα με αυτά του παραδείγματος με το γυαλόχαρτο που αναφέραμε στην αρχή.
Σαν λιπαντικό μέσο χρησιμοποιούνται τα λάδια, τα οποία είναι κατά κανόνα παράγωγα του πετρελαίου, αν και τον τελευταίο καιρό έχουν κάνει αισθητή την παρουσία τους και τα συνθετικά λάδια που είναι σαφώς πιο αποτελεσματικά από τα συνήθη, αλλά ταυτόχρονα είναι και αρκετά ακριβότερα. Τις λιπαντικές ιδιότητες των λαδιών, την ικανότητά τους δηλαδή να μειώνουν την τριβή, μπορεί κανείς να τις αντιληφθεί αν πάρει δύο λεία κομμάτια σίδερο και δοκιμάσει να τα τρίψει όταν αυτά είναι στεγνά και όταν αυτά είναι λαδωμένα (ρίχνοντας μια-δυο σταγόνες λάδι από αυτό που έχει για να συμπληρώνει στη μηχανή του αυτοκινήτου του, ανάμεσά τους). Θα διαπιστώσει ότι ενώ στην πρώτη περίπτωση θα χρειαστεί να καταβάλλει κάποια δύναμη, στη δεύτερη περίπτωση το τρίψιμο είναι πλέον αστεία υπόθεση αφού τα κομμάτια θα γλιστρούν με χαρακτηριστική ευκολία το ένα πάνω στο άλλο.
Για την παροχή του λαδιού σε όλα τα εκείνα τα σημεία όπου η παρουσία του είναι απαραίτητη, κάθε κινητήρας διαθέτει σύστημα λίπανσης που αποτελείται βασικά από την αντλία, το φίλτρο, τις ανάλογες σωληνώσεις και σε αρκετές περιπτώσεις από το ψυγείο λαδιού. Βασικό «καθήκον» του λιπαντικού στον κινητήρα είναι η ελάττωση των τριβών με τη δημιουργία ενός λεπτού στρώματος λαδιού ανάμεσα στις τριβόμενες επιφάνειες, ούτως ώστε να μην τρίβονται άμεσα τα μέταλλα μεταξύ τους. Επειδή μάλιστα το λάδι βρίσκεται σε διαρκή κυκλοφορία συμβάλλει και στην αποβολή μέρους της θερμότητας που παράγεται στους κυλίνδρους, λειτουργεί δηλαδή σαν ψυκτικό υγρό. Έτσι μειώνεται η φθορά και η θερμοκρασία των τριβομένων επιφανειών. Αν το στρώμα αυτό πάψει να υπάρχει για μερικά λεπτά ο κινητήρας θα καταστραφεί (θα «κολλήσει»). Το λάδι προστατεύει επίσης τον κινητήρα από τη διάβρωση και μεταφέρει μακριά από τα ευαίσθητα σημεία του τα προϊόντα της αναπόφευκτης φθοράς του. Από το βασικό καθήκον του λιπαντικού πηγάζουν και οι αντίστοιχες απαιτήσεις προς αυτό: δεν πρέπει να σχηματίζει μίγματα με τα κατάλοιπα της καύσης, ούτε επίσης πρέπει να αναμιγνύεται με τους υδρατμούς.
Όπως καταλαβαίνουμε το λάδι «δουλεύει» σε εξαιρετικά δύσκολες συνθήκες. Με δεδομένες τις συνθήκες αυτές και το γεγονός ότι τίποτα στη φύση δεν είναι άφθαρτο και αιώνιο, λογικό είναι ότι και το λάδι με τον καιρό θα υφίσταται κάποιου είδους «φθορά», θα χάνει δηλαδή μέρος των λιπαντικών του ιδιοτήτων. Γι' αυτόν το λόγο και χρειάζεται κάθε τόσο να αλλάζουμε τα λάδια της μηχανής του αυτοκινήτου μας. Τα διαστήματα που μεσολαβούν ανάμεσα στις αλλαγές δεν εξαρτώνται μόνο από τις ιδιότητες του ίδιου του λαδιού αλλά και (κυρίως) από τις ιδιομορφίες του κινητήρα. Έτσι, η αλλαγή λαδιών σε έναν υπερτροφοδοτούμενο κινητήρα γίνεται πολύ συχνότερα από ότι σε έναν ατμοσφαιρικό. Να θυμίσουμε ότι αλλαγή δεν χρειάζονται μόνο τα λάδια αλλά και το φίλτρο λαδιού που είναι υπεύθυνο για την κατακράτηση των προϊόντων της φυσιολογικής φθοράς του κινητήρα τα οποία όπως είπαμε το λάδι μεταφέρει.
Σχήμα 1: Βασικό «καθήκον» του λιπαντικού στον κινητήρα είναι η ελάττωση των τριβών με τη δημιουργία ενός λεπτού στρώματος λαδιού ανάμεσα στις τριβόμενες επιφάνειες (στη συγκεκριμένη περίπτωση μεταξύ του εμβόλου και του χιτωνίου του κυλίνδρου).
Σύστημα λίπανσης (4Τ 261, 7/1992)
Συντάκτης: Νίκος Λουπάκης
ΚΑΘΕ λάδι χαρακτηρίζεται από το ιξώδες του (ρευστότητα), ιδιότητα που χαρακτηρίζει άλλωστε και οποιοδήποτε υγρό. Όσο μεγαλύτερο είναι το ιξώδες (σε μια δεδομένη και σταθερή θερμοκρασία) τόσο πιο δύσκολα ρέει το υγρό (τόσο πιο «παχύ» είναι), ενώ αντίθετα όσο αυτό είναι μικρότερο τόσο πιο εύκολα ρέει το υγρό (τόσο πιο «ψιλό» είναι). Η ρευστότητα έχει άμεση σχέση με τη δυνατότητα δημιουργίας του στρώματος λαδιού (βλ. προηγούμενο τεύχος) μεταξύ των διαφόρων τριβομένων επιφανειών και γι' αυτό πρέπει να είναι κανείς πολύ προσεκτικός όταν επιλέγει λιπαντικό. Πρέπει πάντα να επιλέγεται λάδι με ρευστότητα που συνιστά ο κατασκευαστής. Το ιξώδες είναι ιδιότητα που μεταβάλλεται με τις αλλαγές της θερμοκρασίας. Έτσι με την άνοδο της θερμοκρασίας το λάδι ρέει πιο εύκολα, ενώ με την πτώση της γίνεται παχύρευστο. Η διατήρηση της ρευστότητας μέσα σε ορισμένα πλαίσια έχει ιδιαίτερη σημασία σε περιοχές όπου επικρατούν δύσκολες καιρικές συνθήκες και η θερμοκρασία παίρνει ακραίες τιμές, είτε θετικές, είτε αρνητικές. Ο κάτοικος της Μόσχας για παράδειγμα πρέπει να είναι σίγουρος ότι το λάδι που έχει βάλει στο Λάντα του δεν θα στερεοποιηθεί (παγώσει) όταν η θερμοκρασία τις κρύες νύχτες του χειμώνα θα φτάνει τους -20°C ή τους - 30°C.
Τα λάδια του εμπορίου χωρίζονται σε μονότυπα και πολύτυπα. Στην πρώτη περίπτωση η ρευστότητα οφείλει να βρίσκεται μέσα στα πλαίσια που καθορίζουν οι προδιαγραφές μόνο όταν το λάδι είναι «ζεστό», ενώ στη δεύτερη και όταν αυτό είναι «κρύο» (στους 100°C και στους -18°C αντίστοιχα). Η ρευστότητα των πρώτων επηρεάζεται από τις αλλαγές της θερμοκρασίας λιγότερο από ότι των δεύτερων τα οποία είναι σήμερα ελάχιστα διαδεδομένα. Το ιξώδες δηλαδή ενός μονότυπου λαδιού αυξάνει με την πτώση της θερμοκρασίας πολύ περισσότερο απ' όσο αυξάνει η ρευστότητα ενός πολύτυπου. Η ρευστότητα του λαδιού συμβολίζεται - σύμφωνα με τις προδιαγραφές της SAE (Society of Automotive Engineers) - με ένα (τα μονότυπα) ή δύο (τα πολύτυπα) αριθμούς που αναγράφονται πάνω στο δοχείο που το περιέχει. Όσο πιο μεγάλοι είναι αυτοί οι αριθμοί τόσο πιο παχύρευστο είναι το λάδι. Ο πρώτος αριθμός ο οποίος συνοδεύεται συνήθως από το γράμμα W, δείχνει την «κρύα» ρευστότητα του λαδιού, ενώ ο δεύτερος τη «ζεστή».
Ανάλογα με τις συνθήκες που θα χρησιμοποιηθεί το λάδι πρέπει να γίνεται και η επιλογή του. Ένα λάδι με τα χαρακτηριστικά SAE 20W-40 θα είναι πιο «παχύ» όταν είναι κρύο (στους -18°C) και πιο «ψιλό» όταν είναι ζεστό (100°C) από ένα άλλο λάδι με τα χαρακτηριστικά SAE 10W-50. Σε περιοχές λοιπόν που η θερμοκρασία πέφτει συχνά κάτω από τους 0°C, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιήσει κανείς το δεύτερο λάδι.
Για τις συνθήκες της χώρας μας όπου η θερμοκρασία σπάνια πέφτει κάτω από τους - 10°C λάδια με τα χαρακτηριστικά 15W-40, 15W-50 μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες του μέσου αυτοκινητιστή (αναφερόμαστε στους κατόχους βενζινοκίνητων αυτοκινήτων). Οι πιο βόρειοι μπορούν να χρησιμοποιήσουν το χειμώνα λάδια του τύπου 10W-40, 10W-50, ενώ το καλοκαίρι δεν υπάρχει πρόβλημα αν κάποιος χρησιμοποιήσει λάδι του τύπου 20W- 40, 20W-50.
Σχήμα 2: Σχηματική παράσταση συστήματος λίπανσης τετράχρονου κινητήρα εσωτερικής καύσης. Το λάδι διοχετεύεται στο δοχείο λαδιού (κάρτερ) από το στόμιο (17) που βρίσκεται στο κάλυμμα της κυλινδροκεφαλής. Η στάθμη του ελέγχεται με την ειδική ράβδο (16). Όταν ο κινητήρας τεθεί σε λειτουργία, το ευρισκόμενο στο κάρτερ λάδι διοχετεύεται υπό πίεση από τη γραναζωτή αντλία (7), μέσω του φίλτρου (10), όπου γίνεται η κατακράτηση των διαφόρων σωματιδίων -προϊόντων της αναπόφευκτης φθοράς του κινητήρα προς όλες τις τριβόμενες επιφάνειες (του κινητήρα πάντα) τις οποίες λιπαίνει και επιστρέψει πάλι στο Κάρτερ. Η βαλβίδα (8) προστατεύει από την υπερβολική αύξηση της πίεσης. Σε περίπτωση που το φίλτρο βουλώσει η παροχή λαδιού δεν θα σταματήσει, αφού υπάρχει παρακαμπτήριο βαλβίδα (9). Καλό όμως θα είναι να τηρούμε τις οδηγίες του κατασκευαστή και να αλλάζουμε έγκαιρα το φίλτρο, γιατί με αφιλτράριστο λάδι αυξάνουμε τη φθορά του κινητήρα.
Το λάδι λοιπόν θα κατευθυνθεί αρχικά προς τα έδρανα βάσης (13) του στροφαλοφόρου, προς τα έδρανα του εκκεντροφόρου (14) και τον άξονα ζυγώθρων (15). Στους περισσότερους κινητήρες ο διωστήρας (μπιέλα) διαθέτει «κανάλι» (5) μέσα από το οποίο περνά το λάδι για να λιπάνει τον πίρο του εμβόλου.
Από τα έδρανα του στροφαλοφόρου θα κατευθυνθεί μέσα από τα ειδικά κανάλια του στροφαλοφόρου άξονα (4) προς τα στρόφαλα. Η λίπανση των τοιχωμάτων του κυλίνδρου (18) εξασφαλίζεται με το «πιτσίλισμα» με σταγόνες λαδιού που πετιούνται καθώς το λάδι βγαίνει από τα έδρανα του στροφαλοφόρου και του εκκεντροφόρου άξονα, από τα στρόφαλα κ.λπ. Για τον έλεγχο της πίεσης υπάρχει μανόμετρο (11), ενώ σε μερικούς κινητήρες υπάρχει και θερμόμετρο (2) για τον έλεγχο της θερμοκρασίας. Σημείωση: Ορισμένοι κινητήρες διαθέτουν και δεύτερο φίλτρο (1) από το οποίο περνά συνεχώς ένα μέρος του λαδιού. Στους κινητήρες των επιβατικών αυτοκινήτων χρησιμοποιείται συνήθως μόνο ένα φίλτρο και όχι δύο όπως στο παράδειγμα του σχήματος. Σε μερικούς τέλος κινητήρες το σύστημα λίπανσης διαθέτει (3) και εναλλάκτη (ψυγείο λαδιού).
