Dar visai neseniai alyvos papildymas tarp techninių aptarnavimų buvo siejamas visų pirma su susidėvėjusiu varikliu. Šiandien net palyginti nauji varikliai gali reikalauti reguliaraus alyvos papildymo, o gamintojai tikina, kad tam tikros alyvos sąnaudos yra visiškai normalios. Už šio reiškinio gali slypėti sąmoningas konstruktorių sprendimas – siekdami mažesnių degalų sąnaudų, jie nusprendė eiti į netikėtą kompromisą.

Šiuolaikiniai vidaus degimo varikliai yra ilgametės kovos už kiekvieną CO2 emisijų gramą ir kiekvieną litro dešimtąją degalų dalį rezultatas. Inžinieriai mažina judančių dalių masę, naudoja vis skystesnę alyvą ir iki minimumo sumažina mechaninį pasipriešinimą. Viena iš sričių, kuriose ieškoma sutaupymų, yra stūmoklių ir cilindrų sąveika. Būtent čia iš pirmo žvilgsnio nedidelis pakeitimas gali turėti didelę įtaką tiek variklio efektyvumui, tiek jo alyvos sąnaudoms.

Stūmoklio žiedai. Kodėl konstruktoriai sumažino jų prispaudimą?

Stūmoklio žiedai atlieka kelias itin svarbias funkcijas. Jie sandarina degimo kamerą, padeda šilumai pereiti iš stūmoklio į cilindro sieneles ir kontroliuoja ant jų paviršiaus liekantį alyvos kiekį. Ypač svarbų vaidmenį atliekant šią paskutinę užduotį vaidina alyvos nuėmimo žiedas, dar vadinamas grandikliniu.

Veikiant varikliui, stūmoklis cilindre juda milžinišku greičiu. Žiedai nuolat liečiasi su cilindro sienelėmis, o jų judėjimas sukelia trintį. Kuo stipriau žiedas spaudžia cilindro paviršių, tuo didesni gali būti su jo judėjimu susiję energijos nuostoliai.

Tradiciškai žiedai buvo projektuojami su tam tikra prispaudimo jėgos atsarga, kad būtų užtikrintas efektyvus sandarinimas ir alyvos plėvelės kontrolė. Tačiau, didėjant energijos vartojimo efektyvumo svarbai, imta naudoti vis siauresnius žiedus su mažesne tangentine jėga, t. y. mažesne įtampa, lemiančia jų tamprų prispaudimą prie cilindro sienelių.

Nauda akivaizdi. Mažesnė trintis reiškia mažiau energijos, prarandamos variklio viduje, o kartu ir galimybę sumažinti degalų sąnaudas bei CO2 emisijas. Problema kyla tada, kai sumažintas prispaudimas ima neigiamai veikti alyvos kiekio kontrolę.

Mažesnė trintis – daugiau sudegintos alyvos?

Ant cilindrų sienelių turi likti plonas alyvos sluoksnis, užtikrinantis besiliečiančių paviršių tepimą. Alyvos nuėmimo žiedo užduotis – pašalinti jos perteklių ir per specialias stūmoklio angas nukreipti jį atgal į karterį.

Jei žiedas alyvos nenubraukia pakankamai efektyviai, didesnis jos kiekis gali patekti į degimo kameros zoną. Ten alyva sudega kartu su degalų ir oro mišiniu.

Sumažintas žiedų prispaudimas gali skatinti šį reiškinį, ypač esant tam tikriems variklio sūkiams ir apkrovoms. Vis dėlto tai nėra besąlygiška priklausomybė. Alyvos nubraukimo efektyvumas taip pat priklauso nuo žiedo geometrijos, jo pločio, stūmoklio konstrukcijos ir cilindro paviršiaus kokybės. Tinkamai suprojektuotas mažos įtampos žiedas gali sėkmingai kontroliuoti alyvos sąnaudas.

Problema ta, kad riba tarp trinties mažinimo ir pablogėjusios alyvos kontrolės yra gana plona. Kai kuriose konstrukcijose kompromisas pasirodo esąs ne toks sėkmingas, kaip tikėtasi.

Padėtį dar labiau blogina stūmoklio žiedų grioveliuose besikaupiančios nuodegos ir užsikemšančios alyvos nutekėjimo angos. Tuomet žiedai praranda judėjimo laisvę ir gebėjimą prisitaikyti prie cilindro sienelių. Alyvos sąnaudos gali staigiai išaugti, nors patys cilindrai dar nėra smarkiai susidėvėję.

Variklis sudegina litrą alyvos per 2000 km. Gamintojas teigia, kad tai norma

Kai kurių automobilių naudojimo instrukcijose galima rasti informaciją, kad leistinos alyvos sąnaudos siekia net 0,5 litro 1000 kilometrų. Tai reiškia, kad į tokią ribą telpantis variklis per 10 tūkst. kilometrų galėtų sunaudoti net penkis litrus alyvos. Vairuotojui toks kiekis tikrai nesiasocijuoja su tvarkingai veikiančiu varikliu.

Kartu daugelis variklių nereikalauja alyvos papildymo net ir esant ilgiems techninės priežiūros intervalams. Instrukcijoje nurodyta leistina vertė nėra tapati tipinėms tvarkingo variklio sąnaudoms.

Automobilių istorijoje būta atvejų, kai per didelės alyvos sąnaudos tapo rimta konstrukcine problema. Pavyzdžiui, kai kurios „Volkswagen“ koncerno EA888 šeimos 2.0 TFSI variklių versijos, taip pat „Toyota“ 2AZ-FE varikliai. Abiem atvejais alyvos sąnaudų problemos lėmė, kad buvo sukurti remonto sprendimai, apimantys stūmoklių grupės elementus.

Ekologinis paradoksas. Variklis taupo degalus, bet degina alyvą

Variklio vidinės trinties mažinimas turi ekologinį pagrindą. Net nedideli degalų sutaupymai, padauginti iš milijonų automobilių ir šimtų tūkstančių nuvažiuotų kilometrų, reikšmingai sumažina CO2 emisijas. Kita vertus, variklio alyvos deginimas aplinkai nėra nekenksmingas.

Alyvoje yra priedų, kurie degdami gali prisidėti prie kietųjų dalelių ir nuosėdų susidarymo. Alyvos degimo produktai taip pat gali pabloginti katalizatoriaus veikimą ir apkrauti kietųjų dalelių filtrą (DPF).

Taip atsiranda paradoksas. Sprendimas, pritaikytas siekiant sumažinti degalų sąnaudas, gali sukelti papildomų emisijų ir paspartinti išmetamųjų dujų valymo sistemos komponentų dėvėjimąsi.

Ar galima sumažinti tokio variklio alyvos sąnaudas?

Jei per didelės alyvos sąnaudos atsiranda dėl stūmoklio žiedų konstrukcijos, vien klampesnės alyvos naudojimas problemos nebūtinai išspręs. Be to, gamintojo reikalavimų neatitinkančios alyvos naudojimas gali pabloginti variklio darbo sąlygas.

Tačiau labai svarbu palaikyti stūmoklių grupės švarą. Reguliarus tinkamos specifikacijos alyvos keitimas gali sumažinti nuosėdų, trukdančių žiedams veikti, susidarymo riziką. Ypač nepalankus yra ilgalaikis eksploatavimas su degradavusia alyva ir sąlygos, skatinančios jos skiedimą degalais.

Varikliuose, kurių alyvos nuėmimo žiedai yra prikepę (sukoksėję), sprendimas gali būti jų išvalymas, tačiau tokios procedūros veiksmingumas priklauso nuo problemos mąsto. Esant rimtesniems gedimams, kartais tenka išmontuoti stūmoklius, pakeisti žiedus, o kai kuriais atvejais – naudoti modifikuotos konstrukcijos detales.

Taip pat reikia nepamiršti, kad ne kiekvienas alyvą naudojantis variklis turi problemų su žiedais. Priežastis gali būti ir vožtuvų sandarikliai, karterio ventiliacijos sistema, turbokompresorius arba susidėvėję cilindrų paviršiai.

Šiuolaikinės technologijos leidžia projektuoti žiedus, kurie derina mažą judėjimo pasipriešinimą su efektyvia alyvos kontrole. Taigi vien jų įtampos sumažinimas nebūtinai reiškia padidėjusias alyvos sąnaudas. Vis dėlto kai kurių variklių istorija rodo, kad nuolatinis degalų taupymo siekis gali lemti kompromisus, kurių pasekmes automobilio savininkas pajunta tik nuvažiavęs kelias dešimtis tūkstančių kilometrų.