Smrtiaca ekológia: Motory moderných áut trpia. Spoľahlivosť vymenili za emisie

Konštruktéri motorov majú v posledných rokoch hlavu v smútku. Sú nútení pristúpiť na riešenia, ktoré už vo svojej podstate znižujú životnosť moderných motorov a ich spoľahlivosť. Nové emisné normy ich doviedli k mnohým „smrtiacim“ kombináciám. Napríklad k veľkým autám poháňaných malými 3-valcami, preplňovaniu spolu so štart-stop systémami, vysokými pracovnými tlakmi s tenkými piestnymi krúžkami, či riedkymi olejmi s desivo dlhými servisnými intervalmi.

Automobilky sa síce tvária, že všetko je v poriadku, ale už len fakt, že moderné, najmä maloobjemové motory, majú vyššiu spotrebu oleja ako tie spred desaťročí, hovorí o čomsi inom. Ani kvalitnejšie materiály nedokážu odstrániť potenciálne riziká. Na tie upozorňuje trojica holandských technikov – Nick van Kessel, Ad de Ruiter a Pedro Hartog, ktorí sa venujú roky opravám motorov. Pre holandský web AMT vymenovali jedenásť problémov trendu, keď sa objem motorov a počet valcov nahrádza preplňovaním.

1. Turbá sú silné ale zraniteľné

Autá strednej triedy s 3-valcovými motormi majú doslova „tubovrtuľový“ pohon. Turbíny sú také veľké, pretože napriek zmenšovaniu objemu potrebujú stále dostatočný výkon. Vyzerajú komplikovane, ale sú relatívne jednoduché a silné. Zriedkakedy sa zničia samy o sebe, ale bez dostatočnej údržby a mazania olejom, sa môžu ich ložiská ľahko zadrieť. Problémom je aj to, že tieto motory nie sú príliš vhodné na krátke jazdy po meste, kedy pracuje motor s nedostatočne zahriatou olejovou náplňou. Dochádza k vzniku kalov a usadenín. Pri benzínových motoroch s veľmi malým objemom sú turbá navyše vystavené vysokým teplotám, ktoré môžu viesť k prasklinám plášťov turbodúchadiel. Pravidelná údržba je preto mimoriadne dôležitá.

2. Podtáčanie a slabé ložiská si nerozumejú

Kompresný pomer turbomotorov je nižší ako v prípade atmosférických motorov. Preplňovaním však dokážu poskytnúť väčší špecifický výkon. V dôsledku toho pracujú pri nižších otáčkach a vyšších tlakoch. Palubná elektronika vás navyše z dôvodu zníženia spotreby navádza k podtáčaniu. Nevýhodou nízkych otáčok je, že sa zvyšuje zaťaženie piestov a ložísk kľukového hriadeľa. Pri motoroch so štyrmi, šiestimi alebo ôsmimi valcami sa tento tlak rozkladá na viacej ložísk, ale pri trojvalcových to je problém. Ložiská sú navyše veľmi úzke, pretože sa musia zmestiť do malých blokov motora. Tenké sú aj kľukové hriadele a ojnice. Keďže litrový turbomotor dnes dokáže ponúknuť až 180 koní, jeho mechanické zaťaženie je naozaj extrémne. Materiály, z ktorých sa vyrábajú dôležité komponenty sa síce zlepšili, ale ložiská ostávajú naďalej slabým článkom.

3. Dlhé servisné intervaly ničia zapaľovacie cievky

Pri dlhých intervaloch údržby sa často zameriavame na olej, ale dôležité sú aj zapaľovacie sviečky. Vymieňať sa majú, napríklad pri motoroch Audi, každých 90 000 km. Ich elektródy sa ale znečisťujú oveľa skôr. To má negatívne následky na zapaľovacie cievky, ktoré sa zvyknú rozpadnúť po 80 000 km. Výmenou sviečok po 60 000 km tak môžete predísť množstvu problémov. To isté platí pre palivový filter, ktorý je po 60 000 km úplne čierny, ale podľa výrobcu nemusí byť ešte nahradený. Pritom to môže viesť k zničeniu palivových čerpadiel, čo je oveľa drahšia záležitosť.

4. Dlhé výmenné intervaly oleja motorom neprospievajú

Výrobcovia sa predháňajú v znižovaní prevádzkových nákladov aj v oblasti dlhých výmenných intervalov oleja. To môže byť zničujúce. Zvlášť, keď množstvo moderných motorov už nemá mierku oleja ani ukazovateľ tlaku oleja. Ak sa rozsvieti kontrolka nízkej hladiny oleja, býva hladina už zväčša naozaj veľmi nízka. Motorista tak často netuší, že už tisíce kilometrov jazdí s nedostatočnou olejovou náplňou. Tá sa navyše prehrieva, čo vedie k degradácii vlastností maziva. To vedie k zvýšenému opotrebovaniu ložísk. Pri turbomotoroch je problém o to vypuklejší, že majú väčšiu spotrebu oleja z dôvodu vyších pracovných tlakov.

5. Zvýšená tvorba karbónu kvôli riedkym olejom

Výrobcovia áut sa snažia znížiť trecie straty v motore kde sa len dá. Preto požadujú od olejárskych firiem riedke oleje. Lenže vytvoriť potrebný olejový film na kovových súčiastkach pri nízkej viskozite ne je jednoduché. To vedie k vzniku karbónu. A ten je čosi ako brúsny papier. Je veľmi tvrdý a spôsobuje opotrebenie ložísk. Vzniká na nich matná šedá vrstva. Karbón je pritom nebezpečný aj pre solenoidové vstrekovače, ventily či olejové filtre, ktoré sa môžu upchať. Olej potom vstupuje do motora nefiltrovaný cez obtokový ventil. Pri niektorých naftových motoroch sa môže uhlík dostať dokonca aj do turbodúchadiel. Ku kolapsu nemusí byť ďaleko.

6. Variabilné systémy motora vedú k opotrebeniu

Aby sa dosiahlo zníženie spotreby paliva, používajú výrobcovia množstvo komponentov, ktoré sú aktivované, len ak je to potrebné. Týka sa to variabilných vodných aj olejových čerpadiel. Ak je potrebné len malé množstvo oleja, generuje čerpadlo len malý tlak, prípadne solenoid zabezpečuje obtok oleja, takže čerpadlo má menší odpor. Šetrenie mazaním sa však nemusí vždy vyplácať. Vždy je lepšie ak je na kovovom povrchu pohybujúcich sa komponentov oleja viac, ako keď ho je menej. V tomto smere je ale najväčším rizikom štart-stop systém. Ak motor nebeží, nepracuje ani olejové čerpadlo. Nemaže ložiská a tým dochádza ku kontaktu kovových povrchov bez olejového filmu. Pri opätovnom štarte sú ložiská vystavené síce krátkemu, ale obrovskému opotrebeniu. Pri rozhorúčených turbách, ktoré náhle zastavia, môže zas bez cirkulácie oleja dochádzať ku karbonizácii.

7. Reťazové rozvody kolabujú

Príkladom šetrenia na nesprávnom mieste sú aj krehké rozvodové reťaze. Ich rýchlym opotrebením, najmä natiahnutím, dochádza k preskakovaniu reťaze a fatálnemu ohrozeniu ventilového systému. Môže dôjsť až k stretu ventilov s piestami. Pripomeňme aféru motorov TSI koncernu VW. Dnes už tieto problémy nie sú síce také vypuklé, ale najmä vďaka diagnostike, ktorá zobrazí, že čosi nie je v poriadku. Aby sa výrobcovia vyhli podobným „trapasom“ nastavujú tento diagnostický systém až príliš citlivo, takže často hlási chybu a riadiaca jednotka motor uvedie do núdzového režimu. Sú však aj výrobcovia, ktorý s týmto problém nemajú. Holanďania uvádzajú ako príklad Ford a jeho motory EcoBoost, hoci im spočiatku nedôverovali.

8. Tenké piestne krúžky netesnia

Aby sa znížilo trenie, prešli výrobcovia áut na tenšie piestne krúžky. Ešte nedávno boli hrubé dva milimetre. Teraz je to o pol milimetra menej. Zmenšili sa aj štrbiny na odvod oleja, ktorý potom ostáva vo vnútri valca. A scenár sa opakuje. Vysoká spotreba oleja a nebezpečná karbonizácia. Neprospieva ani priame vstrekovanie paliva, ktoré mieri na steny valca. Keďže má na vytvorenie zmesi málo času, kvapky kondenzujú na jeho stenách. To narušuje olejový film. Opäť dochádza ku kontaktu kovu s kovom. Navyše sa mieša olej s palivom a palivo s olejom. To nie je dobré pre emisie ani ložiská. Niektoré problémy sa úplne odstrániť nedajú, ale pomohla by aspoň častejšia výmena olejovej náplne.

9. Neskoré zapaľovanie zvyšuje spotrebu

Napriek tomu, že výrobcovia áut sa snažia ušetriť každú kvapku paliva, nie vždy má hospodárnosť prioritu. Dôležitá je tiež skladba emisií. Najmä obsah jedovatých oxidov dusíka (NOx). Tie sa dajú znížiť oneskorením zapálenia zmesi. Znižuje sa tým totiž teplota spaľovania a tlak. Na druhej strane klesá účinnosť a stúpa spotreba paliva. Holanďania dodávajú, že veľa moderných áut má veľmi oneskorené zapaľovanie. S NOx bojujú výrobcovia aj recirkuláciou výfukových plynov, ktorých časť sa privádza cez EGR ventil opäť do sania, kde sa zmiešavajú s čistým vzduchom. Menej kyslíka znamená nižšiu teplotu spaľovania a menej NOx. Ale cena je vysoká – sadze, ktoré mieria priamo do valca. Dochádza tým aj k zanášaniu škrtiacej klapky.

10. Motory sú konštruované bez rezervy

Zdá sa, že generálne opravy motorov sú minulosťou. Jednoducho, ak sa motor pokazí, vymení sa celý. Je to kvôli všetkým komplikovaným technológiám, ktoré sa používajú na udržanie čo najnižších emisií. Celý technický vývoj sa v súčasnosti zameriava na dosiahnutie environmentálnych cieľov. Okrem toho sa musí všetko skonštruovať čo najľahšie, doslova na hranici fyzikálnych zákonov. Potom majú motory minimálnu rezervu, ktorá by im zaručovala dlhšiu životnosť. To je tiež dôvod, prečo výrobcovia inštalujú všade senzory. Nemôžu si dovoliť, aby sa niečo pokazilo. Ak všetky komponenty fungujú dobre, nemajú majitelia žiadne starosti, no aj zlyhanie jedinej súčiastky alebo komponentu môže spôsobiť motoru kolaps alebo viesť minimálne k veľkým škodám.

11. Rýchly vývoj skracuje fázu testovania

Výrobcovia sú pod tlakom rýchlo sa meniacich emisných noriem nútený konštruovať úplne nové motory za veľmi krátky čas. Vývoj ukazuje, že nemajú dosť času na fázu testovania. Mnohé problémy riešia za pochodu. Napokon, dokazuje to aj stále vyšší počet zvolávacích akcií. Ešte sa nestihnú ani len vychytať detské choroby motora a vo vývoji je ďalší, pretože ten starý už neplní emisné limity. Holanďania sú tiež prekvapení, že niekedy prejdú do výroby aj prvky, ktoré zjavne nemôžu vydržať nápor. Napríklad motory VW sú veľmi odolné, ale zrazu v nich nájdete kovový hriadeľ v plastovom lôžku, ktoré musí byť vymenené už po 100 000 km. Keďže automobilky produkujú motory v miliónoch a predávajú ich na celom svete, majú ich nedostatky globálne následky.