A gyilkos hidegindítás

Hidegindítás

A hajtástechnikában egyik legismertebb és egyben legnehezebben megoldható probléma a hidegindítás. Ez a különösen kiélezett probléma a belsőégésű motor és erőátviteli egység gyártásában, így az azok felhasználásával építendő jármű, munka, szerszámgép és több más iparágban, s a lánc végén a gépek üzemeltetői és karbantartói számára is.

A probléma abból adódik, hogy egyrészt a gépüzemen kívüli időben a kenőolaj lefolyása folytán az alkatrészek védtelen maradnak, intenzívebb a korrodálása, átrozsdásodása. Az égető kamrában levő tüzelőanyag-levegő keverékének a kondenzáció miatt a meggyújtási képessége csökken, a csapott nedvességben felgyorsulnak az oxidációk folyamatai. Másrészt az elindításkor főleg az inercia érv következtében az olaj és üzemanyag-pumpák képtelennek a tőlük függő rendszerek azonnali üzemeltetését biztosítani, “játékon kívül” hagyva akármilyen jó minőségű kenő- és tüzelőanyagokat, a belük töltött hagyományos adalékokkal együtt. Az indító rendszerrel – csak az ugrásszerűen nagyobb energia igénylés-fogyasztás köszönhetően elmozduló alkatrészek majdnem szárazon súrlódnak-dörzsölődnek egymáson, mindenfajta adhéziós, abráziós, mechanikai-kémiai, fáradásos, vegyes kopásnak kitéve. A csúcsáram túlterheli az egész villamos rendszer részeit, műszereit. Bizonyos ideig nem, vagy nem teljes leégés miatt, az üzemanyag fölösleges túlfogyasztása jelenik meg, nagy mennyiségben képződnek hamu, koksz, gyanta és egyéb melléktermékek, amelyek a hengerfal, dugattyú, szelepszár és tányér, gyújtógyertya felületeit, befecskendő fúvókat kárósítják, a motorolajt, katalizátort, környezetet szennyeznek.

Ezek a jelenségek hatnak minden típusú robbanómotorra. Az előzőekben ismertetekből könnyen érthető, hogy miért az indítás “fájdalmassága” erősödik a motor elhasználódása növelésével: nő a henger-dugattyú illesztési hézaga, a karcolások és másfajta felületi sérülések száma és mérete. Ennek következtében csökken a kompresszió, a motor leállása után, pedig az égtéren sokszorosára több a folyadékcsepp frakcióvá elegy víz, olaj és tüzelőanyag, az összetevők lobbanása (meggyújtása) magasabb energia-idő igényessé válik, s végül különösen diesel és turbófeltöltő Otto motoroknál akár lehetetlenné is válhat.

Jól látható az is, hogy a felsoroltak és még nem említett számos bajok, hátrányok gyökeres megoldása elérhetetlen, mivel legalábbis a mai tudományi szinten a legnagyobb okozói inercia, súrlódás és oxidáció verhetetlennek tűnnek. A lényeges csökkentésének határait a gép számára elfogadható mérete, súlya, árfekvése, valamint fenntartási költségeik is diktálják.

De vajon tényleg annyira hátrányos-veszélyes-e ez a hidegindítás, hisz pillanatnyilag jelenik csak meg? Igen ám, de a rövid idejű túlterheléseket is neutralizálni kell! Ennek érdekében a gyártók kéntelennek növelni az alkatrészek méreteit, különleges anyagait és védő rendszereit kifejleszteni és használni. A számítások azt mutatják, hogy ezek az intézkedések 30-35% -kal drágítják a gépet átlagosan, de mégis számos alkatrésze épp a hidegindításkor veszít az élettartamából 80% -ig.

A fékpadi kísérleteken ugyanennyi üzemóra járatás alatt, azonos típusú motorokból annak volt a legalacsonyabb kopása, amelyet egyszer indították, és nem kapcsolták ki a teszt végéig. A másiknak annál nagyobb, minél több leállítás – lehűlés – újraindítás cikluson estek át. Hasonlóan nézett ki az üzemelésükhöz szükséges tüzelő és kenőanyag mennyisége is.

A különböző forrásokból, összetett adatokból megállapítható, hogy az indítási zavarok a motorikus körülményekhez képest messze nem rövidek. A közepes szintű kocsiknál az elindítástól a kenőrendszer rendbeállásig általában 9-12 másodperc szükséges, a gyengébb kategóriájúnál 23-28 mp, a speciálisan átalakított és felszerelt, különleges anyagokkal kezelt sportkocsiknál 4-6 mp. De ez azt jelenti, hogy normális feltételek mellett is a több száz vagy ezer fordulatszámú motorban indításként sok száz üzemciklus (dugattyújárat) nem mást “produkál”, mind csak az alkatrészek dörzsölődésének eredményeképpen óriási kopást, illetve káros anyagokat, a tüzelő-kenő anyag fölösleges kidobását és a környezet szennyeződését.

Még hátrányosabb az indítás télen a hidegben megdermedt olajnak a pumpával való szivattyúzhatósága sokkal alacsonyabb, a kenőképesség helyre állása viszont lényegesen lassabb, és nyáron a hőségben az olaj már pár üzemen kívüli órán belül lefolyik. Az egyes kutatók szerint a személygépkocsinál egyszeri hidegindításából adódó kár felér azzal, amely az alábbi normális üzemmódban megtett kilométer után következik be:

Kinti levegő hőmérséklete, C grad.Ekvivalens megtett út, km
-20150-300
0100-220
+2050-120
+4090-200

Mindenki saját gyakorlata szerint számolhat a kocsijának éves “túlfuttatását”, ezzel együtt járó pénz plusz kiadásokat, s eldöntheti azt, hogy érdemes-e gondoskodni a hidegindítási következmények enyhítésére.

Általában mondható, hogy a súrlódás, kopás és kenéstechnikai szempontjából a személygépjárművek motorjainak legkritikusabb részei a szelepek és az ehhez tartozó vezérlőrendszer, illetve a turbófeltöltők. Megállapítható az is, hogy annál hátrányosabb helyzetben vannak jármű és munkagépek, minél szaggatottabb, mostohább az üzemmódjuk, vagy ritkábban, pl. szezonálisan használják ilyenekhez tartoznak taxi, áru-szolgáltatást szállító, kölcsönző, mentő, szerviz, szolgálati, sportautók, illetve kommunális, építő, mezőgazdasági, kertigépek, motoros szivattyúk, robogok, motorkerékpárok, hajók stb.

Nem árt tudni, hogy a hidegindítási zavargások hatnak, igaz a motornál kisebb mértékben az erőátviteli egységek alkatrészeire is, illetve az ott alkalmazott kenőanyagokra, csökkentve üzemképességüket és élettartamukat.

A gép avulása sajnos nem törölhető el, örökkévaló robbanómotor, sebességváltó, osztómű, differenciálmű, akkumulátor, relé, benzin -olaj pumpa vagy más egység nincs. Viszont a probléma kiküszöbölhető, van reális lehetőség lényegesen, többszörösére meghosszabbítani üzemképes, megbízható, üzemeltetés-fenntartási költségtakarékos állapotukat. Erre a célra a kopásgátlók legújabb generációja nevezetesen a RiMET nanotechnológiájú remetállizálók vannak kifejlesztve. A hagyományos adalékokhoz képest a RiMET nanoszemcsés bronzjellegű hatóanyaga tökéletesen működik minden körülményekben, így a hidegindításkor is akár szibériai télen, akár afrikai hőségben. A RiMET folyamatosan betölti és felújítja a felületi meghibásodásokat, képzi és fenntartja a sikamlós erősen kopás- korrózióálló réteget, mindennek köszönhetően visszaállítja a hézagokat, rendbe teszi a kompressziót, lehetővé teszi a rendkívül nagy terhelések elviselését, ami külön fontos a magas fordulatszámú motorokban és feltöltőkben, valamint a hipoid fogazású hajtóművekben. A RiMET által felépített bevonatok nem folynak le az olajakkal együtt, effektív kenés-védettséget biztosítva akár a hosszantartó többhónapos üzemszünet utáni első elindításkor is, radikálisan fékezve ez alatt az idő alatt felvetődő összkárosodásokat.

Források:

International Conference of Tribologie, Zielona Góra, 1999 September.
EUROCORR 2004 Nemzetközi Konferencia, Budapest, 2003. November.
Nemzetközi Tribológiai Konferencia, Moszkva, 2003. November.
Prof. Dr. Frisberg I.V., “Integrál” 2003/5.
Prof. Dr. Kálmán Erika, Békés Sándor, “Műszaki Magazin” 2004/3.
Prof. Dr. Kálmán Erika – Csanády Andrásné, “Műszaki Magazin” 2003/12.
Tud.kand. Kiskoparov N.A., “Za rulem” 2003/4).
Dr. Kozma Mihály: Tribológia, Budapest 1991.
Kragelsky I.V., Alisina V.V.: Friktion, Wear and Lubrication, Moscow, Mashinostroenie, 1979
Spenykov G.P.: Fizikohimija trenija, Minsk, Egyetem 1991.
Dr. Valasek István: Tribológiai kézikönyv, Budapest 2002.