Mazat? .. Proč?

Tření mezi dvěma tělesy se snažíme ve většině případů minimalizovat, aby jsme dosáhli vyšší životnosti a potřebných parametrů. Tření způsobuje třecí síla(smyk) případně třecí moment (odvalování). V motoru se jedná převážně o smykový posuv dvou těles - např. píst-válec, vačka-ventil, ojnice-ložisko atd. Třecí síla závisí na na součiniteli tření μ jehož hodnota se dá měnit změnou drsnosti případně oddělením součástí pomocí maziva.
Na součinitel tření má vliv i relativní rychlost dvou těles což je vidět na níže uvedeném grafu - Stribeckova křivka. Oblast I je tření bez maziva s vysokým μ, oblast II je mezní tření (tenká vrstva maziva ještě plně neoděluje dva povrchy), oblast III je kapalinné tření při kterém jsou již povrchy plně odděleny vrstvou maziva (případ aquaplaningu). Dá se to pěkně vysvětlit na vodním lyžování-pokud je rychlost lyžaře vůči vodě malá tak se nevytvoří síla držící ho na hladině. Z tohoto hlediska je proto rozběh a doběh motoru stav-kdy se abnormálně opotřebují všechny kluzná místa. Píst v úvrati, kde má nulovou rychlost opotřebuje třecí plochy až 4×více než v místě hydrodynamického mazání.
Provozovat motor na nízké otáčky je největší nesmysl, je vyšší spotřeba než při vyšších (se vzrůstajícími otáčkami od volnoběhu spotřeba nejdříve klesá a pak roste), kluzné plochy nejsou dostatečně mazány, klika a ojnice trpí velkými tlaky, je více namáhám i ventilový rozvod - rozv. řetěz.
pro zajímavost: rotor turba dosahuje kolem 130 000 ot/min

Stribeckova křivka

Dost často se setkávám se zaměňováním slov viskozita-hustota (nebo sadař-sadista :-). Bohužel v češtině slovo "hustý" specifikuje viskozitu dané kapaliny avšak má na první pohled co dočinění s hustotou. Tak abychom měli jasno vysvětlím zde oba pojmy. Viskozita neboli vazkost je velikost vnitřního tření molekul, jedná se o "tekutost" a tak má med větší viskozitu než voda. Vyšší viskozita má větší tření a větší únosnost. V údajích maziv se používá viskozita kinematická. Máme však ještě viskozitu dynamickou, která je součinem vis.kinematické a hustoty kapaliny. Hustota se uvádí nejen u kapalin, ale i plynů a pevných těles a je to hmotnost určitého objemu. Napadá mě jeden z případů kde je vidět, že není možno zaměňovat hustotu s viskozitou. Vezmem dvě kapaliny vodu a olej. Olej má vyšší viskozitu čímž teče pomaleji než voda, kdežto má nižší hustotu poněvadž při nalití do stejné nádoby olej plave na vodě (je lehčí).
díky Smrku za nápad to trošku objasnit:-)

Mazací systém

Mazání 2dobých motorů se provádní olejem určeným pro tyto účely, který se míchá s palivem případně je pomocí dávkovacího čerpadla přidáván
U 4dobých motorů je zpravidla jedna náplň pro motor, převodovku i spojku. Ve vyjímečných případech je mazání převodovky oddělené (např. BMW, HD).
Olej je na určená místa dopravován pomocí čerpadla. Olej neplní jen funkci maziva, ale chladí i součásti motoru, odvádí nečistoty, chrání proti korozi, vymezuje vůle a dotěsňuje. Postup průchodu oleje je vidět na obrázku.

Čerpadlo - srdce oběhu

Dříve se jednalo o zubové čerpadlo, nyní už výhradně jde o čerpadlo Eatonovo, které má lepší vlastnosti (vyšší hodnoty tlaku a objemu). Eatonovo neboli trochoidní čerpadlo je složeno ze dvou rotorů přičemž vnější má o zub více než vnitřní. Vnitřní rotor je pevně připojen na hřídel, která je poháněna od motoru, vnější rotor je poháněn vnitřním. Tvar zubů je trochoida - dochází tak k ideálnímu odvalování s konstantní vůli. Rovnoměrně se na jedné straně zvětšuje mezera a olej je nasáván do prostoru mezi zuby a následně se prostor zmenšuje a olej se vytlačuje do systému-tento postup je znázorněn na fotce níže(rotace doprava), přičemž oranžově vyznačený prostor je stále tentýž a je vidět že ze začátku zvětšuje svůj objem(sání) a za polovinou svůj objem zmenšuje(výtlak). Nutností správného chodu je minimální vůle mezi rotory a nepoškozené plochy škrábanci. Vůle mezi rotory se pohybuje cca 0,08-0,15mm; vůle mezi vnějším rotorem a tělesem je o trochu menší a to 0,03-0,07mm. (těžko to zevšeobecnit, protože některý výrobce dovoluje větší vůli mezi vnějším rotorem a tělesem až třeba na 0,3mm - Honda CBR600).
Při skládání je nutné dodržet správnou stranu rotorů - zpravidla tečkami na rotorech směrem ven (tečky jsou tam jen pro určení přední a zadní strany, nenamáhej se dávat zuby teček k sobě, při otočení jsou hned stejně mimo tím, že je rozdílný počet zubů rotorů). U SACS je použito dvojité čerpadlo - na straně vzdálenější od pohonu je část pro olej chladící hlavu s menším průtokem, druhé čerpadlo (blíž ozub.kolu) je pro mazání a průtok chladičem. U systémů se suchou skříní jsou použita buď dvě oddělená čerpadla nebo jedno dvojité (jako u SACS).

funkce Eatonova čerpadla

Eatonovo čerpadlo z GSX-R

Chlazení oleje

Probíhá buď jen přenosem tepla ze stěn olejové vany, na které jsou žebra, nebo je systém chlazení doplněn chladičem. Jedná se buď o chladič jako hlavní odvod tepla (motory SACS) nebo u některých motorek je chladič oleje jako doplňkový odvod tepla přičemž hlavní funkci chlazení obstarává chlazení vodní. Dříve bylo chlazení oleje prováděno výhradně za pomocí chladiče s žebry (hodně podobný jako chladič vodní). Nyní se poměrně často se využívá chlazení oleje pomocí výměníku tepla voda-olej. Olej v tomto případě proudí z čerpadla do výměníku a následně do olejového filtru. Tento výměník (viz obr.) je namontován před olejovým filtrem nebo vedle něj. Olej proudí dutým šroubem skrz chodby chladiče a vytéká bočním otvorem vedle středové díry zpět do motoru. Teplo mu odebírá kolující chladící kapalina, která je připojena na trubky v přední části výměníku (na obrázku vpravo).

výměník tepla olej-voda z R1

Filtr - čistota půl zdraví

U čtyřdobých motorů jsou zpravidla uloženy hlavní čepy kliky a ojnice na kluzných ložiskách, kde jsou vůle cca 0,03mm a povrch ložiska je tvořen slitinou na bázi cínu čemuž odpovídá i její tvrdost. Jakákoliv nečistota v dopravovaném oleji by tak způsobila velmi rychlé opotřebení. Olej se filtruje přes papír naskládaný do harmoniky. Filtry jsou buď samotné vložky, které jsou umístěny v motoru pod patřičným víkem (výhodou je nižší cena), nebo je filtrovací papír vložen do plechového obalu a montuje se z vně motoru (trošku lehčí výměna). Filtr mimo filtrační papír obsahuje i přetlakový ventil aby nedošlo k přerušení dodávky oleje v případě zanesení filtru. Tento olej sice není čištěn, ale lepší nějaký olej jak žádný. Tok oleje je z vnějšku směrem dovnitř. Dovoluje se nechávat filtr ob jednu výměnu tj. výměna po každých cca 12000km, někdy i ob dvě (ale je lepší měnit to zároveň, cena filtru orientačně 150-300Kč). U motorek je zpravidla použit plnoprůtokový typ (full-flow). Jedná se o provedení kdy celý objem mazacího oleje je filtrován přes filtrem a dále rozváděn do mazacího okruhu. Dalším způsobem je obtový čistič (bypass-flow), který více čistí, ale prochází jím jen část oleje, protože by se nestačil filtrovat celý potřebný objem. Tento způsob je mnohem méně častý.
Olejový filtr je často dost těžko přístupný čímž zhoršuje demontáž. V případě že ho nebudem potřebovat lze do něj zaseknout šroubovák a potom s ním jde lehce otočit. V případě že ho ještě použijem a potřebujem ho (např. jen přetěsnit) a nechceme ho zničit tak si vezmem provaz (stačí cokoliv co v ruce nepřetrhnem) něco přes metr, na filtru uděláme dokola pár smyček abychom měli na obě strany kus provazu a pak na jedné straně provaz přidržujem aby se neprotáčel a druhou stranu zatáhneme a filtr se krásně povolí. Jinak jako snad na vše existuje i speciální klíč na filtry. Při montáži nového filtru je potřeba těsnící O-kroužek jemně namazat olejem po celém obvodu aby se těsnění neskříplo a aby šel filtr dobře dotáhnout a těsnil.

olejové filtry

Kam až se dá zajít při výměně filtru? Výměnu oleje a filtru lze považovat za velmi jednoduchou operaci, ale okolnosti při výměně na BMW GS1100R mě i majitele zavedli až k užití vrtačky a sekáčku. Konstruktéři jak kdyby do poslední chvíle plánovali užití vložky a nakonec si to rozmysleli. Je nutné použít speciální klíč na filtry a ani s jeho pomocí nešlo otočit filtrem. Proseknutí filtru, které je sice krajním východiskem, ale vždy úspěšným se zde neosvědčilo, protože se nedá dostat k obvodu pláště, ale jen ke dnu. Filtr byl po kouscích trhán ven až jsme se dostali na začátek filtru. Odvrtal se vstupní plech a jakmile poklesla síla těsnící gumy šlo filtr vytočit. Doba byla asi 2 hodiny (nebýt výborného obědu kdo ví jak by se to vůbec podařilo:-).

olejový filtr po demontáži z GS1100

Příslušenství

Čidlo oleje - běžné jsou dva způsoby jak řidiče informovat o stavu mazací soustavy. Jeden ze systémů bere v potaz tlak oleje v hlavním kanálu a při poklesu před danou hodnotu se ukostří spínač a rozsvítí se kontrolka mazání. Tento způsob informuje vyloženě o stavu v kanálu na rozdíl od druhého systému, který dost využívá Yamaha. V motoru je uloženo čidlo hladiny a při poklesu pod hranici se rozsvítí OIL. Při studeném motoru je možné že problikne kontrolka což se u systému s tlakovým čidlem nestane. U čidla tlaku zase svítí kontrolka při výměně oleje, která však musí po cca 3sec po nastartování zhasnout. Čidla tlaku dodává především DENSO a to do všech jap.motorek takže lze zaměnit z různých značek, jen je nutné zkontrolovat na čidlu informaci o spínaném tlaku. Samozřejmě že to není pravidlem, ale třeba i do Aprilky RST pasuje čidlo z japonce. Senzor je bez tlaku sepnut a naměříte mezi obalem a místem k připojení vodiče nulový odpor (kontrolka svítí), při tlaku se obvod rozpojí a odpor je tak nekonečný. Tlak rozpínající kontrolku mazání postačí (dle čidla) i 100kPa z čehož je patrný, že zhaslá kontrolka mazání ještě neznamená správný tlak v systému (v jednom nejmenovaném servisu mi bylo řečeno, že tlak oleje (GSXR11 SACS) se kontroluje dle kontrolky).

čidlo tlaku   čidlo hladiny - R1

Přetlakový ventil - systém je navržen na určitý tlak a stejně jako se mění napětí alternátoru s otáčkami tak se mění i tlak jdoucí z čerpadla. Tyto veličiny se však snažíme udržet na určité úrovni a proto systém olejového mazání obsahuje i přetlakový ventil. Jedná se o pružinu působící na uzávěrku proti které působí olej. Pokud je tlak vyšší než síla pružiny olej otevře uzávěrku a proteče zpět do vany. U sporotvních motorů se řeší větší tlak mazacího oleje změnou převodu olejové pumpy, pokud však nezměníme i tlakový regulátor je změna vcelku zbytečná. Motor GSF1200 je docela věrnou kopií GSXR11, ale např. zrovna olejové čerpadlo má převod u Bandita víc do rychla aby dostatečný tlak byl při nižších otáčkách.

regulátor tlaku

Olej a GSX-R

Od začátku modelů GSX-R se používal systém SACS kdy olej neplnil jen funkci mazací, ale i chladící čímž se dosáhlo nižší hmotnosti motorů oproti konkurenci s vodním chlazením. Systém má dva mazací okruhy, tzn.že z olejové vany je přes sací koš nasáván olej do dvou čerpadel (fyzicky se jedná o jedno těleso s dvěma eatonovými čerpadly - na fotce výše). Chladící okruh je veden směrem nahoru kde pod karburátory vyúsťuje a vede hadicemi do ventilového víka. Odtud putuje do hlavy válců kde se zdržuje v oil-pool (olejových bazéncích) kde odvádí teplo. Dále odtéká dvěma trubkami umístěnými před válci do olejové vany. Druhé čerpadlo určené pro mazání má za výstupem z čerpadla chladič, který je paralelně spojen s ventilem pro termoregulaci. Dále je vstup do olejového filtru z nějž vede olej na potřebná mazaná místa. Oba okruhy obsahují svůj regulátor tlaku, mazací = 700kPa a chladící = 500kPa. Termoregulace je zde na principu odlišných viskozit oleje při různé teplotě. Pomocný termoregulační ventil je spojen paralelně s chladičem čili olej v případě nízké teploty jde přes ventil do filtru, v případě vysoké teploty jde přes chladič a dále do filtru. Ventil termoregulace není ovládán teplotou, ale tlakem. Označuji ho však jako termoregulační poněvadž nám reguluje teplotu motoru díky změně viskozity, která silnou měrou ovlivňuje hodnotu tlaku. Term.reg. ventil je spojen paralelně s chladičem tzn. že na jednu stranu je přiveden vstup a na druhou výstup chladiče. Ventil tedy porovnává tlak před a za chladičem. V případě studeného oleje je viskozita vysoká a v chladiči dochází k velkému tlakovému spádu tzn. že tlak na vstupu je mnohem vyšší než na výstupu. Hraniční hodnotou je zde 600kPa. Term.rg. ventil je nad touto hodnotou otevřen a tudíž velká část oleje proudí přímo do filtru a není zbytečně chlazena v chladiči.

Všechny modely i obsahy GSX-R používají olej viskozitní třídy 10W40. Obsah olejové náplně je zpravidla psaný u nalévacího víčka které je umístěno na spojkovém víku. Tento objem je brán pouze jako výměna oleje bez výměny olejového filtru který pojme kolem 0,2 l a není zde ani počítáno že budete vylévat chladič (myšleno u modelů se SACS –do roku 92 pro GSXR750, do roku 93 pro GSXR1100, dále pro GSXF a GSF). Olej se vyměňuje v intervalu 6000 km v případě, že ročně najedeme míň tak jednou ročně. Olej se vypouští šroubem ve spodu olejové vany a to vždy při zahřátém motoru. Množství oleje dodržujem mezi ryskami v okénku na víčku spojky. Motorku musíme mít na rovné silnici, řidítka narovnána přímo a těžiště přímo nad spojnicí stykových ploch obou kol s povrchem-prostě vyrovnat motorku aby skoro sama stála. Není dobré motor přelívat a dávat mu víc oleje a na druhou stranu mít míň než na spodní rysku.

řez motorem SACS-mazání řez motorem SACS-chlazení řez motorem SACS-chladič

Měření tlaku

GSXR SACS - tlak oleje se měří připojením tlakoměru na místo zaslepného šroubu viz obr 1. Motor je nutné řádně ohřát aby teplota oleje byla kolem 60°C. Tj. v letním období asi 10minutové zahřívání na 2000 otáček. Při měření zvýšíme otáčky na 3000 min-1 a tlak u GSX-R 1100 ´89 by měl být v rozmezí 300-600kPa. Nízký tlak ukazuje na zanesený filtr či poškozené čerpadlo. Vysoký tlak může mít za příčinu vysoce viskozní olej nebo ucpaný nějaký kanálek. U motorů SACS je dvojité čerpadlo. Jedno na okruh mazací a druhé na okruh chlazení hlavy - viz obrázky výše. Tlak chladícího oběhu se měří po odšroubování šroubu na levé straně vany (inbus 6) a hodnota by měla být do 200-500kPa.
Ostatní stroje - nelze jednozančně říct ani přibližnou hodnotu tlaku v systému, protože každý výrobce se liší a někdy až dost podstatně. Docela obvyklé jsou hodnoty 3-6atm, ale např. ZX6R je na 150-200kPa při 3000min-1. Samozřejmě se tlak vždy měří při provozní teplotě oleje což je kolem 80°C. Při nižších teplotách se totiž vlivem vyšší viskozity dostáváme na vyšší hodnoty.

měření tlaku oleje-mazací část

Po nastartování a ujetí asi 10km jsem si všiml, že na krátkou chvíli mi blikl olej (GSXR11 ´89). Zkontroloval jsem hladinu oleje a ta se za ujeté 2200km nezměnila (před zimou mi to žralo 1,5L/1000km a nový kroužky a gufera na ventily vážně zabraly). Pomalu jsem se vydal domů a sledoval znovu kontrolku, která už neblikla, ale i tak jsem si chtěl změřit tlak. V tu chvíli jsem nebyl ještě vlastníkem patřičného manometru tak jsem volal do servisu. Sice je to autorizovanej servis a těchto motorů jezdí po ČR šílený kvanta ale měřák taky nemají-prý je na to kontrolka jestli to maže nebo ne :-). Měřák jsem si teda udělal a funguje pěkně i bez glycerínovýho tlumení a ukazuje to z požadované hodnoty 3-6atm rovných 5atm.

měření tlaku oleje

Na následujícm obrázku jsou vidět vahadla z motru GSX600F (SACS - vahadla s podložkama), kde v důsledku špatné dodávky maziva (nebylo to špatným mazivem) došlo k vydření asi 5 vahadel z 16. V pozadí na obrázku je vidět správný tvar vahadla. Tato závada měla za následek zlomení ventilu a ten zničil píst.

vahadla GSX600F

autor: GSX-Roll

zpět do ´Jak na to´