A motor mechanikus vizsgálata IV.
VEZÉRTENGELY KOPÁS
Vannak olyan 25-30 éves motorok, amelyek vezértengelyén félmillió - vagy akár egy millió - km. lefutása után sem mérhető kopás, a bütykök felülete sok milliárd fordulat után is fényes, berágódás mentes, makulátlan. Nemritkán viszont alig négy-öt éves használat után, alacsony futásteljesítmény mellett alig hihető bütyök kopásokkal találkozunk.
A fotó baloldalt egy DOHC motor kipufogó vezértengely (bütyköstengely) első hengerhez tartozó, kifogástalan állapotban lévő bütykének méret ellenőrzését mutatja. Jobbra ugyanennek a tengelynek az utolsó bütykét látjuk, a tolómérő változatlan állása mellett. A jelentős mértékű kopást a piros körben figyelhetjük meg, esetünkben ez 3,5 mm. Ezzel a módszerrel a mérés gyorsan elvégezhető, ebben az esetben a kopás olyan mértékű, hogy nincs szükség pontosabb mérésre.
A vezértengely vizsgálatának sokkal pontosabb módját mutatja a fotónk. A "két csúcs közé fogott" alkatrész centrikusságát tetszőleges osztású indikátor-órával mérhetjük, akár 0,001 mm. pontossággal. A bütykök kopása (azaz: az emelési magasság csökkenése) ugyanígy mérhető, ezt figyelhetjük meg a képen.
Ha valaki szeret ilyesmivel szöszmötölni, akkor egy tipp szombat délelőttre:
Egy szögmérő vezértengelyre rögzítésével, számos mérés elvégzése után akár a szelepnyitási diagram megrajzolására is mód van. Minél több ponton mérünk, annál pontosabb lesz az eredmény.
Ilyen "szép" diagram csak a vezértegely - gyakorlatilag - statikus állapotában tükrözi a valóságot, a szelepek üzem közbeni nyitása-zárása módosulást szenved.
Működés közben a szelepek zárása után következik be a szelepek kismérvű, és rövid ideig tartó újranyitása, aminek az oka: a gyors zárás során a szeleptányér a szelepülésről visszapattan.
Ráadásul a szelep nem képes pontosan követni a bütyök profilja által meghatározott emelési magasságot, ezt hívják szelep lebegésnek.
Bár a vizsgált vezértengely a lehető legegyszerűbb (hengerenként egy szívó és egy kipufogószeleppel), a kapott diagram arra mindenképp alkalmas, hogy továbbgondoljuk: mi is történik a változtatható paraméterű szelepvezérlő rendszereknél.
Egyáltalán: miért kell az egyszerű(bb) motorvezérlést egy jóval összetettebbre váltani, ami több hibaforrást, várhatóan magasabb fenntartási költséget jelent.
A "merev" rendszerek szelepnyitási paraméterei az előforduló üzemi tartomány csak egy szűk részében közelítik az optimumot a motor számára. Ezen túllépni - a gyakorlatban szériagyártás szinten is megvalósított - két módon lehetséges: vagy a szeleplöket működés közbeni korrekciójával (ez esetben még a fojtószelep is megspórolható), vagy a szelepnyitás időzítés módosításával. A kettő együtt is megy: jó példa erre a BMW Valvetronic-Vanos megoldása, lásd vonatkozó cikkünket.
A szelepnyitás időzítés optimumhoz közelítése magasabb forgatónyomatékot, alacsonyabb fajlagos fogyasztást, és kedvezőbb károsanyag emissziót eredményez. Legtöbbször csak a szívószelepek időzítése kerül megváltoztatásra, de léteznek olyan rendszerek (pl. BMW Doppel-VANOS), melyek a kipufogó vezértengelyt is állítják.
A változtatható vezérműtengely állítás lelke a vezérlőegység, a funkció alapvetően a fordulatszámtól, terheléstől, ill. a motorhőmérséklettől függ. Visszacsatoló jelként az ECU a vezértengely-jeladót használja, így minden pillanatban korrigálható a vezérlő jel, és egy esetlegesen felmerülő hiba felismerése is megoldott.
Ábránkon követhető, hogy változatlan kipufogószelep nyitás időzítés mellett hogy alakul a szelepösszenyitás tartománya ha a szívószelep nyitása korábban, vagy később indul.
Egy változtatható paraméterű vezérléssel ellátott Toyota motor vezérlő mágnesszelepe.
A bütykök kopásának oka lehet anyaghiba, kenési elégtelenség, vagy a kapcsolódó alkatész hibája. Előző oldalon említésre került pl. a hidraulikus kiegyenlítő bütyökkel kapcsolódó felületének domborúsága. Utángyártott alkatrésznél 0,38 mm helyett 0,88 mm-t mértek egy vizsgálat során, ennek okán a felületegységre eső nyomás megnőtt a bütyök és a kiegyenlítő között, aminek intenzívebb kopás a következménye.
Egyes típusokon túlságosan gyakori a vezérműtengely fokozott kopása. Amikor elkezd kopni a bütyök, a hozzá tartozó szelep emelési magassága csökken. Ha ez szívószelepnél történik, csökken a beszívott friss keverék mennyisége, kipufogószelep esetén az elégett keverék nem tud az elvárt, tervezett mennyiségben távozni, ez is gátolja a töltetcserét. Nagymérvű bütyökkopás a henger működésképtelenségét okozza egy-egy szívó illetve kipufogószelep esetén.
Ilyen esetben azt is célszerű átgondolni, hogy a büty(k)ök lekopott részének mi lett a további sorsa. Finom fémszemcsék formájában az olaj az olajteknőbe juttatta azokat. Elméletileg lekerültek ezek a kis részecskék az olajteknő aljára, de semmi biztosíték nincs arra, hogy ott is maradnak. (Gondoljunk a szóróolajozásra: a főtengely forgattyúcsapjai belevernek az olajba, felkeverik azt, a finom kis fémrészecskék bejuthatnak az olajszivattyúba, ezt megdolgozva az olajcsatornába kerülnek, csapágyhoz, hidraulikus kiegyenlítő finom illesztéseihez, stb...)
A KIPUFOGÓ RENDSZER eltömődése: alattomos hiba. Három baj is van vele, az egyik, hogy általában fokozatosan alakul ki, a tulajdonos először csak azt veszi észre, mintha egy kicsit csökkent volna a teljesítmény, nőne a fogyasztás. Másik gond, hogy az eltömítődés mértéke adott esetben változhat - gondoljunk bele: összetöredezik a katalizátorban a kerámia, ezek a darabok egymáshoz képest más-más helyzetet vehetnek fel - és végül: szerviz körülmények között körülményesen mérhető.
A kipufogórendszer eltömődése leggyakrabban a katalizátornál következik be.
A kipufogó rendszer tömörzárási hibája, "kifújása" egyszerű módszerekkel megállapítható.
HAMIS LEVEGő SZÍVÁSA: benzines motoroknál az egyik leggyakrabban előforduló hiba - aminek a hatása főleg alapjárat környékén tapasztalható. Ilyenkor a motor alapjáraton nem jár egyenletesen, esetleg az elszegényedett keverék miatt leállási hajlama is van, bizonyos - légtömegmérő nélküli - esetekben viszont megemelkedhet az alapjárat. A hamis levegő miatt komoly motorkárosodást is bekövetkezhet: a szegény keverék miatt elhúzódó égés az adott hengerben / hengerekben túlmelegedést okoz. A bajt fokozza, hogy a kocsi vezetője a lokális túlmelegedésből semmit nem észlel: a hűtőfolyadék hőmérséklet visszajelző mutatója ugyanolyan helyzetben áll, mint hibátlan motorüzem idején. Korszerű konstrukcióknál egyébként sem biztos, hogy falls levegő szívás esetén a tulajdonos bármit is észrevesz: bizonyos határok között az alapjárat korrekció kisimítja az alapjáratot, ami e funkció nélkül már döcögős lenne. Szerencsés esetben látható, behatárolható a hamis levegő beszívásának a helye. Egy szerencsétlenül telezsúfolt motortérben, amikor az egyes számításba jövő alkatrészeket még látni sem lehet - és újabban szinte csak ilyen van - nem kis munka a hiba behatárolása. Uralkodó tendencia: sajnos egyáltalán nem szempont a szerelhetőség - mindent a szemnek, a szépen formatervezett műanyagelemek eltakarnak mindent.
A HűTőRENDSZER vizsgálatára több módszer is kínálkozik. A rendszerben uralkodó túlnyomás a tágulási tartálynál mérhető legegyszerűbben, értéke 0,3-1,0 bar hibátlan rendszernél, járó, üzemmeleg motornál. Ha ez az érték mondjuk 2 bar körül van, valószínűleg a hengerfej tömítés cserére szorul, nem kizárt a hengerfej repedése sem, de sajnos - ritkán ugyan - előfordul pl. a hüvely repedése is. Másik lehetőség a rendszer nyomás alá helyezése egy erre a célra kifejlesztett, nyomásmérővel és adapterrel ellátott kézi légsűrítővel. A rendszert "felpumpálva" a nyomás jelentősen nem csökkenhet. Gyakorlat nélkül senkinek nem ajánljuk, mert az adapter nemritkán önállósítja magát, esetleg égési sérüléseket szenvedhetünk. A műszert itt látjuk:
Egy másik, érdekes módszer: a tágulási tartály felső részében lévő gáz vizsgálata. A hengerfejtömítés ha nem jól látja el a feladatát / ha a motor belekomprimál a víztérbe / akkor a tágulási tartályban égéstermékek mutathatók ki. Praktikusan a CO2 jelenlétét kimutató, speciálisan erre a célra kifejlesztett készülék van forgalomban. Bár a legtöbb ilyen jellegű hiba okozója a hengerfejtömítés, a hengerfejen is lehet szemmel alig, vagy egyáltalán nem látható hajszálrepedés is.
Az egyik ajánlat: az eredetileg kék-zöld színű tesztfolyadék sárga színbe megy át, ha a hűtőfolyadék CO2-t tartalmaz. A hűtőnél vagy a tágulási tartálynál vizsgálódhatunk.
Gyakori panasz: a hűtőfolyadék túlmelegszik, esetleg forr. A leggyakrabban előforduló hibaok: a termosztát nem nyit ki megfelelően, ilyenkor a szakszerű megoldás az alkatrész cseréje. Ideiglenes szükségmegoldás lehet a termosztát eltávolítása. Korosabb kocsik esetén a hűtőrendszer vízkövesedése is számításba jöhet, így áll bosszút az autó a spórolós gazdáján, aki csapvizet töltött bele desztillált víz / fagyálló folyadék helyett.
A vízpumpa hibája sokszor rejtve marad. A műanyag (vagy fém) szivattyúkerék repedése esetén előfordulhat, hogy a motor alacsonyabb fordulatszámán még a kerék együtt forog a tengellyel, jobban forgatva a motort viszont a víz áramoltatását végző műanyag kerék fordulatszáma jelentősen elmarad a tengelyhez képest, és a hűtőfolyadék esetleg forrni kezd. Megtévesztő hiba, gyakran hengerfej tömítés hibára, hengerfej repedésre gondolnak.
A termosztát hiba kizárása / bizonyítása nem mindíg egyszerű művelet. Praktikusan - próbaképp - el kell távolítani a termosztátot, ha helyreáll a keringés, az új alkatrész beszerelése után légtelenítés, próba és a feladat megoldódott. Természetesen mért hőmérsékletű forró vízbe helyezve is vizsgálható a nyitás ill. zárás.
Nem ilyen egyszerű a helyzet pl. a fotón látható esetben. A ház és a termosztát megbonthatatlan egységet képez, ez részben nem teszi olcsóvá a műveletet, másrészt a ki-beszerelés sem problémamentes, a termosztát ház csak számos alkatrész eltávolítása után hozzáférhető.
Súlyos hibát jelenthet, ha az OLAJNYOMÁS jelző lámpa járó motornál parázslik, vagy ég.
Ilyenkor a motort le kell állítani, a rendszert tüzetesen át kell vizsgálni. Szerencsés esetben csak az olajszint túl alacsony. Az ezt követő első kérdés annak a tisztázása, hogy vajon tényleg nincs e megfelelő olajnyomás, vagy az olajnyomás gomba hibásodott meg. A legegyszerűbb módszer ilyenkor a gombát kiszerelni, annak a helyére egy ugyanilyen menetű adaptert becsavarva az aktuális nyomást műszerrel pontosan lehet mérni.
A típushoz előírt olajnyomást a gyártók megadják. Meleg motornál - és olajnál - vagy egy emelt fordulatszámhoz tartozó értéket jelölnek meg, vagy alapjárat környékén mérendő értéket.
Pl.: 1,0-1,5 bar 800-as percenkénti fordulaton, vagy 4,0 bar 4000-nél.
Fontos, hogy meleg olajnál mérjünk, az olaj felmelegedve hígfolyósabbá válik, csökken az olajnyomás. Rosszabb esetben, ha tényleg nincs kellő olajnyomás, még mindíg lehetséges egy viszonylag kisebb hiba is: az olajszivattyú, vagy annak a nyomásszabályzója. A legköltségesebb verzió az, ha a szivattyúnk rendben, mégsincs megfelelő olajnyomás. Ez durva motorkopásra utaló jel lehet, ilyenkor általában a főtengely csapágyaknál megy el az olaj. Ekkor megint csak két lehetőségünk van, tisztességesen megjavítani/megjavíttatni a motort, vagy meg lehet próbálkozni egy sűrűbb olaj használatával, ezzel ugyan nem gyógyul meg a motor, de valamelyest megnő az olajnyomás, ideig-óráig lelkünk békéje helyreáll. /Ha frissen várárolt használt autónk első olajcseréje után bejön az olajnyomás visszajelző lámpa pislákolása, akkor van esélye, hogy becsaptak minket. Olajadalékkal, sűrű olajjal.../
A kérdés fontosságára tekintettel három, külön ezzel a témával foglalkozó írást is megjelentettünk, számos fotóval, diagrammal.
RENDELLENES MOTORZAJOK: lokalizálásuk gyakran nem egyszerű feladat. Jóllehet a gyakorlott szaki elég jó eséllyel ki tudja szűrni pl. a megnövekedett szelephézag okozta kelepelést, annak a pontos behatárolása viszont, hogy pl. a 16 közül melyik hidraulikus szelepemelő ment tönkre, inkább csak a tippelés szintjén megoldható. Más hangot ad egy tönkrement fekvőcsapágy, mást egy dugattyúcsapszeg, megintcsak más a hangja a megnyúlt vezérműláncnak, a megcsúszó hosszbordás szíjnak, és még sorolhatnánk.
GUMI ALKATRÉSZEK, MűANYAGOK FÁRADÁSA
A motor hagyományos értelemben vett szerkezeti elemeinek kopásán túl egy korosabb motor esetén mindíg számítani kell pl. a szelepszár (és egyéb) szimmeringek felkeményedésére, a levegőt, üzemanyagot, motorolajat, kartergázt, hűtőfolyadékot szállító gumicsövek porózussá válására, repedezettségére, a műanyag alkatrészek fáradására, porlására, rideggé válására.
A belső korrózió mértéke megbontás nélkül rejtve marad. A kavitációs hatások egyes típusokon erőteljesen jelentkezhetnek, nem ismeretlen az a jelenség sem, amikor emiatt a hengerfal kis felületeken átlyukad.
Egy nem egészen szakszerű szerelés nyomai. A motorblokkban a hengerfej-csavarok helyei un. "zsákfuratok", azaz alul zártak. Szétszerelés alkalmával, ha az ide bekerülő olajat / hűtőfolyadékot nem fújják ki, az nagyon zsebbenyúlós eredményt hozhat: összeszerelésnél a hengerfejcsavar meghúzása során megrepedhet a blokk.
A motor otthoni körülmények közötti vizsgálatára egyre kevesebb lehetőség van. Egyre nehezebben áttekinthetőek a motortérben fellelhető alkatrészek, sok esetben még a gyakorlott szakember számára sem egyértelmű a funkciójuk. A szakszerű vizsgálati módszerek korszerű műszerek, berendezések meglétét feltételezik, melyek még a szervizek nagyobb részében sem igen állnak rendelkezésre.
VÁRHATÓ ÉLETTARTAM
Gyakran visszatérő kérdés: milyen hosszú élettartamra lehet számítani egy személyautónál, kiemelten a motornál?
Erre korrekt választ adni nem lehet, olyan sok tényező játszik szerepet. Csak néhányat említenénk: nagyon nem mindegy, hogy melyik gyártótól származik, ezen belül is nagy szórás van az egyes típusok között, milyenek az üzemeltetés körülményei, nagyobbrészt városban, esetleg autópályán használják, milyen üzemanyagot, kenőanyagot használnak, milyen gyakran cserélnek olajat, mennyire tartják be az előírt szerviz intervallumokat, azokat tényleg elvégzik-e, vagy inkább csak számláz a szerviz, hány tulajdonosa lesz az autónak és azoknak milyen vezetési szokásaik vannak, mennyire lakják le az autót, az esetleges sérülések száma, azok súlyossága, a javítás szakszerűsége és még bőven lehetne sorolni.
Sok olyan kocsival lehet találkozni, ahol a megtett kilométerek száma még alig haladta meg a százezret, de ezer sebből vérzik, és a széthullás határán áll.
Ugyanakkor pl. a korábbi Mercedesek (107-es, 123-as, 124-es...) kellő gondozás, odafigyelés mellett meglepően magas futásteljesítményt tudtak produkálni, jelentősebb meghibásodás nélkül.
MB 280 SL 1979-ből. A motor első felújítására kerek 30 év után került sor, megszámlálhatatlan (mára már nem nyomonkövethető) km. lefutása után.
Ha szétnézünk pár közel-keleti országokban, európai szemmel nézve hihetetlennek tűnik, hogy hetvenes évek elejéről származó, közel negyven éves - jórészt francia - autómatuzsálemek tízezrével róják az utakat. Az egy pillanatig sem kétséges, hogy egytől egyig km milliomosok, csupán az a kérdés, hogy a lefutott kilométereket jelképező hét jegyű számsor egyessel, vagy kettessel kezdődik-e. Ezek az autók döntően jó húsz-huszonöt éve kerültek át Európából, már akkor sem elhanyagolható futásteljesítménnyel. Aki csak egy futó pillantást is vetett egy ottani szervizre, annak lehetnek elképzelései a karbantartás-javítás színvonalát illetően. Láthatóan már egyetlen kifogástalan porcikájuk sincs, mégis nap-nap után úton vannak, meglehet ez így lesz még öt-tíz év múlva is. Az érem másik oldalán pedig az áll, hogy ezek még egyszerű szerkezetű autók voltak, csak semmi elektronika, meg szemfényvesztő egyéb úri huncutság. Ami nincs, az meg nem tud elromlani.
Nehéz tehát várható élettartam dolgában jóslatokba bocsátkozni. Mint tudjuk, van ugyan egyen-élettartamra történő tervezés, de vannak olyan boldog helyek a világban, ahol erről - még - mit sem tudnak.
A hosszú mozgásban tarthatóság egyik titka mindenesetre: az egyszerű szerkezet. Ez meg már múlt idő.
A fotó jól érzékelteti a motorok egyes szerkezeti elemeinek változását alig több mint egy évtized leforgása alatt.
A bal oldali szelep egy hengerenkénti kétszelepes korábbi konstukcióé, 8 mm átmérőjű szelepszárral. Jobb oldalon azonos lökettérfogatú, de korszerűbb, hengerenkénti négyszelepes motor szelepe, a szelepszár átmérője 5 mm. (Még vékonyabb szelepszárral is találkozhatunk...)
A 8 mm-es szelepszár kerülete 25,1 mm, az 5 mm-esé csak 15,7 mm, a kettő között közel 60% az eltérés. Azonos hosszúságú szelepvezető esetén ennyivel kisebb felületen történik a szelep megvezetése.
A "nagyobb" szelep tányérjának átmérője 33 mm, a felülete 855 négyzetmilliméter, a kisebb szelep vonatkozó adatai: 25 mm, illetve 490 négyzetmilliméter. A megduplázott szelepszám nagyobb összfelületet eredményez, de ennek ára van: a már-már valószínűtlenül kis mértetek. (A vékonyka szelepszáron kívül megfigyelhető a mindössze 12 mm átmérőjű hidrotőke.)
Az autóépítésben felhasznált új anyagok, eljárások, technológiák természetesen lehetővé teszik a motoralkatrészek egy részének méretcsökkentését. Ennek ellenére sok gyakorló szakember meggyőződése, hogy a korábbi, "méretesebb" alkatrészek élettartama jócskán meghaladta a mostaniakét.
Ezzel a véleménnyel mi is egyetértünk.