Glavni dijelovi motora posebno su osjetljivi na habanje - klipovi s klipnim prstenovima, klipnjače i cilindri. Rad klipova motora je najimpresivniji. Uostalom, krećući se naprijed-natrag između gornje i donje mrtve točke, oni prekrivaju ogromnu udaljenost. Dakle, s brzinom vrtnje radilice od 5000 o/min i hodom klipa od 75 mm, ukupni hod klipa u minuti iznosi 375 m. U satu rada ta će udaljenost već biti 2 km 250 m, a u mjesecu rada 8 sati dnevno, isključujući vikende, klip će se pomaknuti 460 km. Uz intenzivan rad automobila za 5 godina (a to je trajanje rada vozila prije većih popravaka koje statistika potvrđuje) klip će prijeći udaljenost od 24 000 km!
Dakle, trošenje klipa i njegovih pripadajućih dijelova je neizbježno. Međutim, vrijednosti istrošenosti klipnih grupa (klipovi-klipni prstenovi) prije velikih remonta, motori različitih tvrtki se uvelike razlikuju jedan od drugoga. Dakle, maksimalno trošenje klipova i klipnih prstenova motora Mercedes-Benz, Volkswagen, BMW, većine američkih i japanskih tvrtki događa se nakon prijeđenih oko 300.000 km. Istovremeno, motori drugih, recimo, manje savršenih modela, trebaju zamijeniti klipove i klipne prstenove nakon 50.000 km (gotovo 10 puta manje!).
Koji je razlog tome? I kako trajnost tih dijelova ovisi o radnim uvjetima? Kako bismo odgovorili na ova pitanja, razmotrimo dva tipična dizajna klipnih grupa benzinskog i dizelskog motora. Prije svega, sjetimo se da se tlak plina unutar cilindara ovih motora na početku radnog takta razlikuje otprilike dva puta. U motoru s rasplinjačem ili u motoru s izravnim ubrizgavanjem benzina iznosi 40-55 kg/cm², u dizelskom motoru 70-80 kg/cm². Stoga se klipovi benzinskih i dizelskih motora međusobno razlikuju, iako su im glavna konstruktivna rješenja ista.
Tipični klip rasplinjača izliven je od aluminijske legure i izvana premazan slojem kositra kako bi se poboljšala sposobnost razrade površine cilindra: Njegov gornji dio - glava - ima promjer 0,1 mm manji od unutarnjeg promjera cilindra. To se radi kako bi se spriječilo zaglavljivanje glave u cilindru prilikom zagrijavanja. Prstenasti žljebovi sadrže dva kompresijska prstena i jedan prsten za struganje ulja. Donji dio klipa - suknja - je ovalnog presjeka i konusnog oblika u visini: gornji dio ima manji promjer od donjeg dijela. Osim toga, dva čelična umetka za regulaciju temperature su spojena unutar klipnih glavčina s rupama za klipni klin. Sve se to radi kako bi se spriječilo povećano trenje između suknje i stijenke cilindra kada se klip zagrijava. S nižim koeficijentom toplinskog širenja od aluminija, ovi umetci zatežu suknjicu u smjeru okomitom na os klipnjače.
Otvor za klipni klin u modernim motorima obično je pomaknut od osi simetrije na desnu stranu motora. Za pravilno sastavljanje klipa s klipnjačom i njihovu ugradnju u cilindar motora, u blizini rupe za glavčinu nalazi se oznaka koja bi trebala biti okrenuta prema prednjem dijelu motora. Ovo pomicanje se vrši kako bi se smanjila bočna komponenta sile tlaka plina koja pritišće klip na jednu stranu cilindra tijekom "radnog takta".
Klipnjača također mora biti ispravno orijentirana u motoru. Na njegovoj prednjoj strani nalaze se otvori za usmjeravanje mlaza ulja na opterećenu stranu cilindričnog zrcala (u nekim motorima ova rupa nedostaje). Kućišta ležaja i poklopac klipnjače također su odgovarajuće označeni radi pravilne montaže. Buduće performanse i trajnost klipa značajno ovise o preciznosti njegove izrade i ispravnom odabiru za provrt cilindra. Vodeći proizvođači automobila danas koriste sustav u kojem su klipovi obično podijeljeni u pet ili šest klasa prema vanjskom promjeru, svaka u 0,01 mm. Osim toga, podijeljeni su u tri ili četiri kategorije, svaka u 0,004 mm, prema promjeru rupe za klipnjaču. Cilindri motora također imaju sličnu podjelu u pet klasa. Ovaj sustav vam omogućuje najtočniji odabir klipa odgovarajuće klase za bilo koji, čak i istrošeni cilindar, te iglu potrebne kategorije za rupu u izbočinama i za klipnjaču. Za veće popravke motora, koji obično uključuju bušenje cilindara, tvrtke proizvode predimenzionirane klipove za popravak.
Klip modernog dizelskog motora dizajniran je da izdrži veće tlakove, pa ima deblje dno i izbočine. Osim toga, dizajn dizelskog klipa donekle se razlikuje od onog o kojem se ranije raspravljalo. Glavna razlika je smještaj komore za izgaranje izravno u glavi klipa. Budući da se izgaranje događa s klipom blizu gornje mrtve točke, vrući plinovi jače zagrijavaju glavu klipa, dok se stijenke gornjeg dijela cilindra zagrijavaju relativno manje nego kod benzinskih motora. Kako bi se osiguralo pouzdano brtvljenje klipa u cilindru, na njegovoj vanjskoj površini izrađeno je pet žljebova za klipne prstenove. Kompresijski prstenovi su ugrađeni u tri gornja žljeba. Dva prstena za struganje ulja nalaze se u donjim žljebovima. Mnoge tvrtke proizvode pravokutne kompresijske prstenove koji se praktički ne razlikuju od prstenova benzinskih motora. Međutim, progresivniji, iako skuplji, dizajn je onaj s konusnom gornjom radnom površinom. Kut nagiba generatrise konusa za takve prstenove obično je 10°. Korištenje konusnih prstenova osigurava određeno povećanje njihove trajnosti, budući da tijekom "radnog hoda" komponenta sile tlaka plina na konusnoj površini prstena dodatno ga pritišće uz zrcalo cilindra. Posebnost servisiranja i popravka klipova s konusnim kompresijskim prstenovima je precizna kontrola zazora. Razmaci između žlijeba i prstenova za struganje ulja kontroliraju se na isti način kao kod benzinskih motora.
Sile trenja između površina klipne obloge i stijenke cilindra u dizelskim motorima su veće nego u benzinskim motorima. Kako bi povećale trajnost, moderne tvrtke nanose sloj posebnog koloidnog grafitnog premaza na površinu klipne obloge. Značajno poboljšava prilagodbu klipa cilindru i produžuje njegov vijek trajanja prije većih popravaka. Slična obrada površina trenja klipa danas se koristi u benzinskim motorima.
Osim trošenja površina suknjica, troše se i žljebovi za klipne kompresijske prstenove. Osim toga, utor za prsten strugača ulja se troši, iako je takvo trošenje obično mnogo manje. Kako se žljebovi troše, prstenovi se sve intenzivnije počinju pomicati gore-dolje po visini žljeba, a takozvano pumpno djelovanje prstenova postaje sve uočljivije. To se odražava u stalno rastućoj potrošnji ulja u karteru motora. Jednom kada uđe u komoru za izgaranje, tamo gori, stvarajući plavi dim koji izlazi iz ispušne cijevi automobila. Ako su žljebovi znatno istrošeni, zamjena prstenova novima malo poboljšava situaciju. Postoji objektivna potreba za zamjenom cijele klipne grupe s vrlo poželjnim ponovnim provrtanjem cilindara na veličinu za popravak. Sve opisane vrste trošenja su prirodan i, nažalost, neizbježan proces.
Referenca
Prirodno trošenje motora može se uspješno suzbiti, produljujući njegov vijek trajanja. Nema potrebe otkrivati Ameriku ovdje. Samo trebate strogo slijediti zahtjeve za rad vozila, koristiti visokokvalitetno ulje i filtere za ulje te pravilno podesiti opremu za gorivo. Dobri rezultati postižu se korištenjem visokokvalitetnih modifikatora ulja i goriva, preparata koji mijenjaju mikrostrukturu površinskih slojeva trenja motora.
Uz to, trošenje motora, kao i cijelog automobila u cjelini, uvelike ovisi o vozaču, njegovim kvalifikacijama i tehničkoj pismenosti. Nije bez razloga što automobili iste marke nekim vozačima služe dugo i bez kvara, dok se drugima popravljaju gotovo svaki tjedan. Iskusni vozač gotovo nikada ne dopušta da motor radi pod preopterećenjem, a još manje da detonira. Neprestano sluša kako mu motor radi i odmah reagira na preopterećenje, popraćeno tutnjavim, niskim zvukom pri maloj brzini radilice. Način ubrzanja automobila također je popraćen povećanim trošenjem motora. Pada mi na pamet analogija s konjem i jahačem: brižan vlasnik neće nepotrebno bičevati svog četveronožnog prijatelja, prisiljavajući ga da trči punom brzinom, pogotovo kada se konj još nije zagrijao. Naravno, u kritičnim situacijama vozač si može dopustiti nepromišljeno i izuzetno naglo ubrzavanje automobila. Ali ako takav cool stil vožnje postane navika, onda će motor takvog drznika vjerojatno trebati popraviti dva puta češće nego što je propisano tehničkim uvjetima.
Često se opaža druga vrsta trošenja koja nije predviđena nikakvim uputama. Ovo je hitan kvar klipnjače i klipne skupine, a prije svega prstenova i mostova žljebova klipnih prstenova. Kod benzinskih motora to je prvenstveno zbog detonacije. Podsjetimo se da je detonacija eksplozivno izgaranje zapaljive smjese u cilindru, praćeno naglim porastom tlaka u komori za izgaranje. To je ekvivalentno oštrom udarcu teškim maljem po nepomičnom klipu i prstenovima. Dijelovi, naravno, nisu dizajnirani da izdrže opterećenje i mogu se slomiti, oštećujući zrcalo cilindra oštrim fragmentima. Postoji nekoliko razloga za detonaciju. Međutim, glavni su rad motora na benzinu s nižim oktanskim brojem od onog koji je propisan tehničkim uvjetima, kao i pregrijavanje i rad na bogatoj smjesi goriva. Iskusni vozač mora čuti detonacijske udarce kada motor radi i odmah smanjiti dovod goriva tijekom ubrzanja, a zatim ukloniti uzroke detonacije. Zvuk detonacije je visokofrekventni metalni klik koji odgovara frekvenciji okretaja radilice. Mogu biti jedva čujni na pozadini ostalih zvukova motora u radu, posebno - s malo ranim paljenjem, a nestaju s vrlo malim smanjenjem dovoda goriva (plina). Takva jedva primjetna detonacija ukazuje na ispravno podešen kut prethodnje paljenja, ali se događa i da se detonacijski udarci pojave odmah pri pritisku na papučicu gasa, što je, naravno, neprihvatljivo, a nastavak vožnje u ovom načinu rada jednak je razbijanju unutrašnjosti motora čekićem.
Dizelski motori nisu toliko osjetljivi na promjene u sastavu dizelskog goriva, iako i kod njih postoje problemi koji dovode do povećanog trošenja komponenti radilice i klipnjače. To je, prije svega, pregrijavanje motora i s tim povezano smanjenje viskoznosti ulja, posebno ako je niske kvalitete. Povećano trošenje može biti posljedica i nepravilnog podešavanja visokotlačne pumpe i pogoršanja raspršivanja goriva u komorama za izgaranje zbog neispravnog rada injektora. I, naravno, puno toga ovisi o samom vozaču.
Dakle, iz svega navedenog možemo izvući sljedeće opće zaključke. Dugovječnost vašeg automobila, kao i cijelog vozila, ovisi o dva faktora: kvaliteti izrade, za koju je odgovoran proizvođač, i razini tehničkog rada, za koju je u konačnici odgovoran vozač. To treba imati na umu i prilikom kupnje automobila i prilikom pripreme i obuke vozača.