Spotřeba oleje se stala problémem, protože intervaly výměny oleje se nyní prodlužují na 10 000 nebo více mil a protože moderní motory spotřebují tak málo oleje, že mnoho majitelů vozidel zapomíná pravidelně kontrolovat hladinu oleje v motoru. Ještě horší je, že mnoha majitelům často dojde olej v motorech, protože nevědí, jak hladinu oleje zkontrolovat. Z tohoto důvodu se výstražné systémy hladiny oleje stávají standardním vybavením mnoha vozidel.
To znamená, že nevím o žádném konkrétním čísle, které by naznačovalo nadměrnou spotřebu oleje u jakéhokoli konkrétního vozidla. Orientační číslo pro spotřebu oleje u nového motoru může být litr oleje při prvním záběhu. Po záběhu by se pak spotřeba oleje měla ustálit na asi jednom litru na 2 000 nebo 3 000 mil. U motorů s 150 000 nebo více mil na tachometru by spotřeba jednoho litru oleje na 2 000 mil neměla být problémem. Jak se motory opotřebovávají, může kombinovaná ztráta z vnějších a vnitřních úniků oleje zvýšit spotřebu oleje na jeden litr na 1 000 mil, což by neměl být problém, pokud se zapalovací svíčky nezanesou olejovým popelem nebo výfuk nevypouští viditelné emise. olejový kouř.
Za předpokladu, že motor nemá žádné zjevné vnější netěsnosti u těsnění klikového hřídele, olejové vany, krytu rozvodu nebo těsnění hlavy válců a víka vačkového hřídele, uvažujme, jak by se motorový olej mohl dostat do spalovací komory vnitřními netěsnostmi. Příkladem vnitřní netěsnosti jsou těsnění hřídele turbodmychadla prosakující olej do sání motoru, jak naznačuje povlak motorového oleje uvnitř potrubí mezi turbodmychadlem a motorem. Pokud sací potrubí u některých motorů s V-blokem utěsňuje horní klikovou skříň, olej se může dostat přes jedno nebo více těsnění sacího otvoru. Podobně opotřebovaná nebo prasklá těsnění dříku sacích ventilů mohou prosakovat olej přes vodítka ventilů, zejména při zpomalování a provozu při delších volnoběžných otáčkách.
V obou případech mohou zapalovací svíčky vykazovat nahromadění olejového popela na straně elektrody obrácené k sacím ventilům. Únik oleje přes vodítka výfukových ventilů není tak běžný, protože normální proudění výfukových plynů vytváří kladný tlak. Na druhou stranu většina oleje se spotřebuje přes písty a pístní kroužky, což je místo, kde se náš příběh dále odehrává.
Omývání oleje je indikací průchodu motorového oleje pístními kroužky (viz foto 1). Abychom lépe porozuměli spotřebě oleje související s kroužky, podívejme se na konstrukci pístu a pístního kroužku. Například mnoho horních prstenců je plochých s konvexním nebo soudkovitým vnějším okrajem, který obsahuje molybdenovou vložku. Moly vložka zadržuje olej a je odolná vůči vysokým teplotám spalování.
Druhý kompresní kroužek nejen pomáhá utěsňovat spalovací tlaky, ale stírá přebytečný olej do klikové skříně motoru (viz foto 2). Na rozdíl od horního prstence má druhý prstenec talířovitý tvar, přičemž pouze spodní okraj prstence je v kontaktu se stěnou válce. Když se tlak spalování zvýší, druhý kroužek se zplošťuje proti ploše pístního kroužku, což tlačí celou vnější šířku kroužku proti válci, aby se utěsnily spaliny uvnitř válce. Když není kroužek pod zatížením, vrátí se do svého talířovitého tvaru, což způsobí, že spodní okraj kroužku seškrábne přebytečný olej do klikové skříně.
Jediným úkolem spodního nebo třetího pístního kroužku je seškrábnout přebytečný motorový olej do klikové skříně. Třetí kroužek je ve většině případů třídílný, skládající se z odvětrávaného kroužkového expandéru a dvou ocelových kolejnic, které pasují přes expandér. Odvětrávaný expandér a drážka pro pístní kroužek umožňují přebytečný olej téci dovnitř pístu a do klikové skříně (viz foto 3).
Aby výrobci pomohli splnit emisní normy, snížili vůle mezi písty a válcem. Při použití 2,5litrového, 16ventilového motoru Skyactiv z roku 2013 jako příkladu je minimální vzdálenost 0,0010” a maximum 0,0017” standardně specifikovaná vůle mezi písty a válci u nových motorů.
Pro srovnání, vůle byly téměř dvojnásobné než u starších konstrukcí motorů, aby se umožnila tepelná roztažnost. Vzhledem k tomu, že moderní hliníkové písty s vysokým obsahem křemíku vykazují mnohem menší tepelnou roztažnost, 0,001” poskytuje dostatečnou vůli oleje mezi pístem a přesně opracovaným válcem. Tyto těsné vůle pláště pístu a přesně opracované válce také drží pístní kroužky kolmo ke stěně válce pro mnohem lepší kompresi a těsnění olejového kroužku (viz foto 4).
Většina lehkých motorů mezitím snižuje rotační tření pomocí úzkého, nízkonapěťového pístní kroužky. Nízkonapěťové pístní kroužky mají také tendenci vydržet déle díky menšímu obvodovému tlaku na válec. Poslední, vylepšené vrtání válců a „vyrovnané“ techniky honování válců umožňují pístním kroužkům rychlé usazení do stěny válce. Po vloupání zůstane ve válci hrubší spodní křížový vzor, který udržuje pístní kroužky a oblasti horního válce dobře mazané.
Vůle ojničního ložiska ovlivňuje spotřebu oleje, protože píst a válec jsou mazány rozstřikem olejem procházejícím ojničním ložiskem a na stěnu válce. U našeho motoru Mazda SkyActiv musí olej projít vůlí 0,0011” až 0,0020” ojničního ložiska, než se dostane ke stěně válce. Pamatujte, že zdvojnásobení vůle ojničního ložiska zčtyřnásobí průtok oleje k pístním kroužkům, což může dramaticky zvýšit spotřebu oleje.
Motorový olej pak musí projít 0,0001 palce olejové mezery mezi pláštěm pístu a válcem, než se dostane k pístním kroužkům. Použití oleje s vysokou viskozitou v novém motoru snižuje mazání a chlazení pístních kroužků s nízkým napětím, což může být vážný problém u dnešních přeplňovaných vysoce výkonných motorů.
Dalším problémem při použití oleje s vysokou viskozitou je to, že může zabránit kontaktu pístních kroužků s nízkým napětím se stěnou válce, což může zvýšit spotřebu oleje.
Jak již bylo zmíněno výše, olej odlétající z klikového hřídele nejen maže kroužky, ale také je ochlazuje. Protože olej s vysokou viskozitou snižuje průtok oleje ojničním ložiskem, bude negativně ovlivněno mazání a chlazení válce.
Zatímco na jedné straně se snažíme snížit průtok oleje k pístním kroužkům, na druhé straně musí olejový film dosahovat až k samému vrcholu stěny válce. Generické oleje s vysokou viskozitou nemusí dostatečně mazat horní a druhé pístní kroužky, zejména při studených startech. Bod vzplanutí oleje musí být také dostatečně vysoký, aby odolal odpařování při vysokých teplotách stěn válce. Použití nesyntetických základových olejů v syntetických aplikacích umožňuje spálení tohoto olejového filmu během spalování, zatímco syntetické oleje mají tendenci zůstat na místě v horním válci.
Prakticky ve všech případech syntetické oleje nejen chrání horní válec, ale také chrání horní a druhý pístní kroužek před krátkodobým mikrosvarem ke stěně válce při jízdě s vysokým zatížením. Jak se míle hromadí, syntetické oleje také udržují písty bez usazenin laku, které mohou způsobit zalepení pístních kroužků s nízkým napětím v jejich drážkách.
Stručně řečeno, dodržování doporučených intervalů údržby a používání specifikovaných motorových olejů představuje dlouhou cestu k prevenci nadměrné spotřeby oleje u moderních motorů.
