Tεχνικό θέμα: Σύστημα λίπανσης 4χρονου εξωλέμβιου κινητήρα - Λειτουργία και προβλήματα
Σε παλαιότερο άρθρο είχαµε αναφερθεί στους τύπους και την ποιότητα του λαδιού ενός 4χρονου κινητήρα. Την υπεροχή του συνθετικού λαδιού έναντι του απλού και άλλες χρήσιµες πληροφορίες. Αφού όπως σωστά έχει λεχθεί – και όχι άδικα- «το λάδι αποτελεί το αίµα του κινητήρα».
Στο παρόν άρθρο θα αναφερθούµε στο µηχανισµό του κυκλώµατος λίπανσης ενός 4χρονου εξωλέµβιου, στη συµπτωµατολογία των συνηθέστερων προβληµάτων που ανακύπτουν. Και θα παραθέσουµε χρήσιµες συµβουλές για τη διατήρηση του κυκλώµατος λίπανσης σε άριστη κατάσταση (και µαζί του και του ακριβοπληρωµένου κινητήρα µας).
Το σύστηµα λίπανσης
Σε αντίθεση µε τους 2χρονους κινητήρες όπου το λάδι αναµιγνύεται µε το καύσιµο (στους παλαιότερους καρµπυρατεράτους) ή ψεκάζεται εντός των αυλών εισαγωγής στους άµεσου ψεκασµού DFI, στους 4χρονους τα πράγµατα είναι εντελώς διαφορετικά. Όσον αφορά στους έσω και τους έσω-έξω, είτε βενζίνης, είτε πετρελαίου, το κύκλωµα λίπανσης (Σχ.1) είναι όµοιο µε αυτό των αυτοκινήτων µας. Καθώς οι παραπάνω κινητήρες βασίζονται ως επί το πλείστον σε µεταποιηµένα αυτοκινητιστικά µπλοκ.
Οι εξωλέµβιοι κινητήρες όµως, είναι µία τελείως διαφορετική περίπτωση. Γιατί ο κινητήρας τοποθετείται όρθια, αντί οριζόντια.
Αυτό αποτελεί µία πραγµατική σχεδιαστική πρόκληση για ένα σχεδιαστή µηχανικό µιας εταιρείας. Καθώς ο οριζόντια τοποθετηµένος κινητήρας -όπως αυτός του αυτοκινήτου µας- έχει στο κάτω µέρος του το κάρτερ (ελαιολεκάνη). Το οποίο είναι γεµάτο µε λάδι. Περιστρεφόµενος λοιπόν ο στροφαλοφόρος άξονας που βρίσκεται στο κάτω µέρος του κινητήρα µε χιλιάδες στροφές ανά λεπτό. Αφ’ ενός µεν εκτινάσσει το λάδι σε όλα τα παρόντα εξαρτήµατα γύρω του, αφ’ ετέρου φέρει µικρές τρύπες εντός των οποίων προωθείται το λάδι. Λόγω φυγόκεντρων δυνάµεων- στα κουζινέτα (έδρανα βάσης) του στροφάλου και των µπιελών, στους πείρους των εµβόλων και αλλού. Ενώ ένα άλλο κύκλωµα λαδιού αναλαµβάνει να προωθήσει λάδι στην κεφαλή ή τις κεφαλές όπου βρίσκονται οι εκκεντροφόροι και οι βαλβίδες.
Το πρόβληµα λοιπόν µε τον εξωλέµβιο, είναι ότι ο κινητήρας είναι όρθιος και εύκολα το λάδι διαρρέει κάτω προς την ελαιολεκάνη. Από όπου και αν λιπανθεί ο κινητήρας, και αυτό αναγκάζει το σχεδιαστή να επανασχεδιάσει το όλο κύκλωµα λίπανσης του κινητήρα, για να είναι αποδοτικό. Η λεκάνη του λαδιού στους εξωλέµβιους (κάρτερ από εξωλέµβιο Honda, Φωτ.1). Τοποθετείται συνήθως κάτω από το άκρο του στροφαλοφόρου, εντός του κορµού του κινητήρα, σε ειδικό, µικρό χώρο, έτσι ώστε το λάδι να µην κινείται ανεξέλεγκτα σε κάθε σκαµπανέβασµα του σκάφους ή σε κλειστές στροφές. Στερώντας στιγµιαία τον κινητήρα από το λάδι και οδηγώντας τον σε υπέρµετρη φθορά του.
Η σηµαντικότητα του κυκλώµατος λίπανσης
Κάθε κινητήρας αποτελεί ένα σύνολο µεταλλικών εξαρτηµάτων. Τα οποία διασυνδέονται και τρίβονται µεταξύ τους κατά τη λειτουργία του, συχνά µε χιλιάδες στροφές. Επειδή οι µεταλλικές επιφάνειες δεν είναι ποτέ λείες (κι ας φαίνονται έτσι συχνά µε το µάτι), πρέπει να παρεµβάλλουµε µία µεµβράνη λιπαντικού (φιλµ) µεταξύ δύο τριβόµενων επιφανειών. Για να αποφύγουµε την ξηρά τριβή τους και την συνεπαγόµενη υπερθέρµανση και καταστροφή των επιφανειών.
Η παρεµβολή αυτού του φιλµ λαδιού, ψύχει και λιπαίνει τις επιφάνειες µειώνοντας δραµατικά τη φθορά. Ενώ συµβάλλει και στην ευστροφία του κινητήρα.
Αναρρόφηση και προώθηση του λαδιού από την ελαιολεκάνη (κάρτερ)
Εντός του κάρτερ ενός έσω ή έσω-έξω κινητήρα, υπάρχει συνήθως µία χοάνη, ένα µικρό χωνί µε συρµάτινο πλέγµα (σήτα) στο άκρο του, που καταλήγει σε ένα σωλήνα (Φωτ.2 – Honda BF50).
Στο άκρο του σωλήνα που αναρροφά το λάδι, υπάρχει η αντλία (τρόµπα λαδιού). Η οποία στις εξωλέµβιες είναι συνήθως τροχοειδής και µοιάζει σε όψη µε γρανάζι εγκιβωτισµένο σε ένα άλλο γρανάζι µε περισσότερα δόντια (Φωτ.3 – Suzuki DF60A). Έτσι ώστε περιστρεφόµενο το εσωτερικό γρανάζι να δηµιουργεί χώρους πίεσης και να προωθεί το λάδι παντού εντός του κινητήρα.
Το λάδι προωθείται µε πίεση σε όλα τα τριβόµενα µέρη του κινητήρα. Όπως στροφαλοφόρο, µπιέλες, έµβολα, κυλίνδρους, εκκεντροφόρους, κοκοράκια, βαλβίδες, και µετά επιστρέφει δια βαρύτητας στο κάρτερ. Μετά την προώθηση του από την αντλία, το λάδι φιλτράρεται µέσω ενός φίλτρου λαδιού συνήθως αυτοκινητιστικού τύπου (Φωτ.4). Για να µαζευτούν εκεί οι όποιες ακαθαρσίες, τα γρέζια και τα σωµατίδια τα οποία φθείρουν τον κινητήρα. Μία βαλβίδα ρύθµισης της πίεσης λαδιού εντός του κινητήρα (Φωτ.5) µε µεταλλική µπίλια και ελατήριο, κρατά την πίεση σταθερή στο κύκλωµα και επιστρέφει το περίσσευµα λαδιού στο κάρτερ.
∆ιακόπτης πίεσης λαδιού
Μετά το φιλτράρισµά του, το λάδι διαρρέει έναν κεντρικό αγωγό µε χαρακτηριστική όψη (Φωτ.6), επάνω στον οποίο υπάρχει ένας διακόπτης πίεσης λαδιού. Όταν γυρίζουµε τον διακόπτη µε το κλειδί, είτε στο σκάφος, είτε στον κινητήρα του αυτοκινήτου µας, ανάβει η προειδοποιητική λυχνία του λαδιού που µοιάζει µε µικρό λαδωτήρι ή σταγόνα (Φωτ.7), ή κάποιο άλλο σχήµα. Όταν εκκινήσουµε τον κινητήρα, αυτό το λαµπάκι σβήνει, καθώς το λάδι πιέζει τον διακόπτη και διακόπτεται το κύκλωµα. Το λαµπάκι στα όργανα του ταµπλό (ή η ψηφιακή ένδειξη σε digital όργανα), παίρνει µόνιµα + και περιµένει µία γείωση (-) από το διακόπτη λαδιού.
Αν το λαµπάκι συνεχίσει να ανάβει ενώ ο κινητήρας λειτουργεί, τότε ελέγξτε αµέσως τη στάθµη του λαδιού. Εάν ο κινητήρας έχει σωστή στάθµη λαδιού. Τότε πιθανά έχουµε περίπτωση κολληµένου διακόπτη πίεσης λαδιού, συνήθως από λάδι κακής ποιότητας.
Αφαιρέστε το φισάκι του διακόπτη λαδιού (Φωτ.8) και θα δείτε το λαµπάκι ή την ένδειξη να σβήνει. Εάν όχι υπάρχει κάπου βραχυκύκλωµα. Αν υποπτευθείτε ότι το λαµπάκι έχει καεί, δοκιµάστε το ως εξής και σύµφωνα µε τις οδηγίες του κατασκευαστή. Αφαιρέστε το φισάκι από το διακόπτη λαδιού και µε ένα συρµατάκι στον ακροδέκτη του ακουµπήστε το (γειώστε το) στον κινητήρα. Αν ανάψει το λαµπάκι, τότε το κύκλωµα και η καλωδίωση είναι εντάξει.
Αν η στάθµη του λαδιού είναι πολύ χαµηλή και σας ανάψει το λαµπάκι πίεσης λαδιού στα όργανα, τότε συµπληρώνουµε αµέσως λάδι. Ο κινητήρας θα επαναλειτουργήσει καλύτερα και ο θόρυβός του θα βελτιωθεί µόλις βάλετε λάδι. Αλλά η πικρή αλήθεια είναι ότι όταν ανάψει αυτό το λαµπάκι ενώ ο κινητήρας λειτουργεί, τότε αυτός έχει ήδη βιώσει ανεπανόρθωτη φθορά και είναι σαν να του φορτώσαµε στην πλάτη πολλές εκατοντάδες ώρες λειτουργίας.
Αλλοιώσεις στην µορφή και το χρώµα του λαδιού
Ένα σωστό λιπαντικό, όχι µόνο λιπαίνει, αλλά και καθαρίζει τον κινητήρα. Τα καλά λάδια διαθέτουν στη σύστασή τους διάφορα πρόσθετα, όπως αντιαφριστικά, απορρυπαντικά, αντιτριβικά κτλ. Τα λάδια χαµηλότερης ποιότητας δεν τα διαθέτουν. Για αυτό «λασπώνουν», αφήνουν κατάλοιπα και ένα λεπτό καφέ χρώµατος φιλµ (πέτσα) σε όλα τα εξαρτήµατα. Το οποίο δυσχεραίνει τη λίπανσή τους και την ψύξη τους.
Το λάδι θα πρέπει να µαυρίζει σταδιακά (Φωτ.9), δείχνοντας ότι καθαρίζει τον κινητήρα από ανθρακώµατα και άλλα κατάλοιπα λόγω της λειτουργίας του. Αν βγάλετε το λάδι καθαρό µετά από πχ. 100 ώρες λειτουργίας, τότε µάλλον δεν έχει κάνει την δουλειά του σωστά και είναι ακατάλληλο για τον κινητήρα.
Εάν υπάρχει οποιαδήποτε διαρροή νερού εντός του κυκλώµατος λίπανσης. Τότε θα δηµιουργηθεί γαλάκτωµα από νερό και λάδι, το οποίο θα έχει την όψη γαλλικού καφέ µε µπόλικο γάλα.
Αυτό το µίγµα, είτε το βρούµε στο πόδι, είτε το βρούµε στα λάδια του κινητήρα, υποδεικνύει σηµαντικό πρόβληµα. Καθώς το γαλάκτωµα δεν λιπαίνει, µε αποτέλεσµα την πρόωρη και µεγάλη φθορά του κινητήρα. Η οποία θα οδηγήσει σταδιακά στην καταστροφή του.
Εάν επίσης το λάδι έχει µυρωδιά καµένου, θα πρέπει να µας προβληµατίσει. Η σύνθεση του λαδιού αλλοιώνεται («σπάει») µετά τους 120˚ C και δε λιπαίνει σωστά. Ενώ σε υψηλότερες θερµοκρασίες δηµιουργεί ανθρακώµατα (καρβουνιάζει), και αν παραµεληθεί λασπώνει σα γράσο (Φωτ.10) και δε λιπαίνει. Καταστρέφοντας τον κινητήρα. Σε µερικούς κινητήρες όπως ο Mercury F150, το λάδι εντός του κάρτερ ψύχεται µε ειδικό ψύκτη λαδιού (Φωτ.11). Ο οποίος διαρρέεται από το κρύο νερό του κινητήρα, για να αυξηθεί η µακροζωία του και η αποτελεσµατικότητά του.
Οι πιο απαιτητικοί χειριστές, µπορούν να τοποθετήσουν µανόµετρο και θερµόµετρο λαδιού στο ταµπλό. Περιοδικά ο µηχανικός πρέπει να ελέγχει την πίεση του λαδιού. Τουλάχιστον µία φορά ετησίως, για να αποφευχθούν σοβαρότερες καταστάσεις. Αυτό γίνεται εύκολα συνδέοντας ένα µανόµετρο και µετρώντας την πίεση σε συγκεκριµένες στροφές, µε βάση τις οδηγίες του κατασκευαστή.
∆ιαρροές λαδιού
Οι 4χρονοι κινητήρες έχουν συνεχώς διαστολές και συστολές λόγω θερµοκρασιών και το µικρό κύκλωµα ψύξης που διαθέτουν οι εξωλέµβιοι δυσχεραίνει ακόµη περισσότερο την κατάσταση. Το κάρτερ και οι φλάντζες του είναι από τα πιο ευπαθή σηµεία στο κύκλωµα λίπανσης και µία συνηθισµένη βλάβη σε αρκετούς κινητήρες. Σε κάποια µοντέλα γνωστής ιαπωνικής εταιρείας, η φλάντζα του κάρτερ (Σχ.2) δεν είχε την πρέπουσα εργοστασιακή κόλλα. Και υπήρχαν διαρροές που γίνονταν εµφανείς όταν ο κινητήρας ανυψωνόταν από την όρθια θέση στη θέση “tilt”.
Σε αυτές τις περιπτώσεις πρέπει να αφαιρεθεί το µπλόκ από τον κορµό, και να ξυστεί το κάρτερ και το µπλoκ. Ώστε να αφαιρεθούν τα υπολείµµατα της παλιάς φλάντζας και να τοποθετηθεί νέα. ∆ιαρροές λαδιού µπορούν να εµφανιστούν επίσης όταν βουλώσει ο σωλήνας αναθυµιάσεων λαδιού. Οι αναθυµιάσεις λαδιού προωθούνται στο πάνω µέρος του κινητήρα (κεφαλή-Φωτ.12) για λόγους προστασίας του περιβάλλοντος. Και επανακαίγονται εντός του κινητήρα µε έναν σωλήνα και µία µονόδροµη βαλβίδα (PCV). Εάν ο σωλήνας ή η µονόδροµη βαλβίδα βουλώσουν, οι αναθυµιάσεις δεν έχουν που να εκτονωθούν και προσπαθούν να βγουν από κάθε φλάντζα και τσιµούχα του κινητήρα, οδηγώντας σε διαρροές.
Σε κάθε ετήσιο σέρβις, καλό είναι ο µηχανικός να καθαρίζει τις σωληνώσεις και να ελέγχει την βαλβίδα PCV -εάν υπάρχει-.
Αύξηση όγκου του λαδιού
Ενώ έχετε βάλει λάδι στον κινητήρα σας και διαθέτει τη σωστή στάθµη στο µέτρηµα, ξαφνικά σε κάποιον έλεγχο µετά από λίγο καιρό, βλέπετε τη στάθµη να έχει αυξηθεί στο δείκτη πάνω από το MAX. Τι έχει συµβεί σε αυτήν την περίπτωση;
Όταν ο κινητήρας είναι φθαρµένος, ειδικά στην περιοχή των ελατηρίων των εµβόλων και των κυλίνδρων, τότε αφενός µεν καίει λάδι. Αφετέρου η ατµοποιηµένη βενζίνη διαπερνά το κενό µεταξύ ελατηρίων, εµβόλου και κυλίνδρων, και διαλύεται εντός του λαδιού, αυξάνοντας τον όγκο του. Το παραπάνω φαινόµενο παρατηρείται στις εξής περιπτώσεις:
Μετά από κακό στρώσιµο του κινητήρα, χωρίς τήρηση των οδηγιών κατασκευαστή. Τα εξαρτήµατα πρέπει σταδιακά να τριφθούν µεταξύ τους, έως ότου επιτευχθούν σωστές ανοχές (τζόγοι). Εάν κάτι τέτοιο δε συµβεί, ο κινητήρας εµφανίζει πρόβληµα σαν να είχε υπερβολική φθορά. Και από τα κενά εµβόλων κυλίνδρων καταλήγει βενζίνη εντός του λαδιού.
Μετά από βλάβη στον αισθητήρα θερµοκρασίας ψυκτικού υγρού του κινητήρα.
Ο αισθητήρας θερµοκρασίας ψυκτικού υγρού (Φωτ.13) -του θαλάσσιου νερού εν προκειµένω-, στους εξωλέµβιους είναι µία αντίσταση που µεταβάλλεται αντιστρόφως ανάλογα µε την θερµοκρασία νερού του κινητήρα. Ένα κρύο πρωινό, ο εγκέφαλος συµβουλεύεται αυτή την αντίσταση (που θα είναι υψηλή, πχ. 500 Ω) και κάνει προθέρµανση του κινητήρα µε περίσσεια βενζίνης.
Στη συνέχεια, όταν ο κινητήρας ζεσταθεί, η αντίσταση µικραίνει (πχ. 100 Ω), ο εγκέφαλος καταλαβαίνει ότι ο κινητήρας ζεστάθηκε και ψεκάζει λιγότερο καύσιµο στον κινητήρα. Αν ο αισθητήρας χαλάσει, τότε θα ανάψει λαµπάκι Check engine. Αλλά µε τον ήλιο «ντάλα» µπορεί να µη γίνει αντιληπτό, και οι µεγάλες ποσότητες βενζίνης που θα ψεκάζονται να καταλήξουν στο κάρτερ, εντός του λαδιού.
Μετά από παρατεταµένη λειτουργία του κινητήρα σε χαµηλές στροφές και µε αρκετά κρύο καιρό. Αυτό συµβαίνει σπανιότερα, αλλά συνήθως συνδυάζεται και µε άλλους παράγοντες όπως οι παραπάνω. Με πολύ ψυχρό καιρό, καλό είναι ο κινητήρας να λειτουργεί για λίγο σε υψηλές στροφές ή στο φουλ. Και όχι συνέχεια σε χαµηλές ή ταχύτητες συρτής. Μία λύση που εφαρµόζουν κάποιοι µηχανικοί σε περιπτώσεις πολύ ψυχρών κλιµάτων, είναι η αλλαγή θερµοστατών µε άλλους που ανοίγουν σε υψηλότερη θερµοκρασία από τη στάνταρντ του κατασκευαστή.
Καλές πρακτικές
Ακολουθούµε πιστά τις οδηγίες του κατασκευαστή σχετικά µε την αντικατάσταση του λαδιού, τα φίλτρα, τα αναλώσιµα και τα προβλεπόµενα εργαλεία. Η ρίψη χρησιµοποιηµένων λαδιών στη θάλασσα, σε φρεάτια, ή αποχετεύσεις. Απαγορεύονται γιατί µολύνουν τραγικά τον υδροφόρο ορίζοντα και είναι καρκινογόνα.
Μία χειραντλία εξαγωγής λαδιού (Φωτ.14) µπορεί να αδειάσει εύκολα τα λάδια, ακόµη και µε τον κινητήρα στο νερό.
Αν αλλάζουµε τα λάδια µόνοι µας, προσέχουµε την ποσότητα λαδιού. Ώστε να είναι η σωστή µαζί µε την αλλαγή φίλτρου (µισογεµίζουµε το νέο φίλτρο µε λάδι πρίν το βιδώσουµε), όπως ορίζει ο κατασκευαστής.
Προσέχουµε επίσης πως κάνουµε τη µέτρηση (πχ. σε όρθια θέση) ή το πως χειριζόµαστε το δείκτη (πχ. σε µερικούς µεγάλους Yamaha ο δείκτης έχει σφιχτή στεγανοποίηση. Και µόλις τον βγάλουµε, περιµένουµε λίγα δευτερόλεπτα να εισέρθει άερας στο κάρτερ και κατόπιν να µετρήσουµε).
Οι µεγάλοι εξακύλινδροι Verado επίσης, αν είναι καιρό παρατηµένοι στη θέση ανύψωσης υπό κλίση, µπορεί να καπνίσουν ελάχιστα γαλαζωπό καπνό κατά την εκκίνηση, λόγω λαδιού. Αυτό δε σηµαίνει ότι έχουν βλάβη, απλά πριν κάνουµε εκκίνηση πρέπει να τοποθετούµε τους κινητήρες πάντα στην όρθια θέση. Εφαρµόστε τις οδηγίες του κατασκευαστή κατά γράµµα!
Λίγα λόγια για την ποιότητα και τις προδιαγραφές των λαδιών
Προτιµήστε το λάδι του κατασκευαστή. Αν στραφείτε αλλού για µικρότερο κόστος, η αγορά λαδιών του εµπορίου µε ακατάλληλες προδιαγραφές. Και ειδικά χαµηλής τιµής και ποιότητας, µπορούν να φθείρουν τον κινητήρα ή να αναστείλουν την πιθανά ενεργή εγγύηση.
Όπως είπαµε, υπάρχουν λάδια του εµπορίου ισάξια µε αυτά του κατασκευαστή, τα οποία πληρούν απόλυτα τις προδιαγραφές του. Μην επαφίεστε στις προτροπές αµαθών µηχανικών ή πωλητών που προµοτάρουν το «Χ» ή «Υ» λάδι αβίαστα. Καθώς ένα καλό λάδι µπορεί µεν να κοστίζει πάνω από 12 ευρώ το λίτρο. Αλλά ένα φθηνότερο είναι δυνατό να δηµιουργήσει µεγάλες φθορές, που θα φανούν αργότερα. Ακόµη και τα λάδια εµπορίου, γράφουν αναλυτικά στο εµπρός ή πίσω µέρος τους τις σχετικές προδιαγραφές και για ποια περίπτωση ενδείκνυνται.
Εάν κοιτάξουµε οποιαδήποτε συσκευασία λαδιού κινητήρα, αναγράφονται κάποιοι κωδικοί όπως ΑPI, JASO, ΜIL, ΝΜΜΑ κτλ. Τα οποία αποτελούν τις προδιαγραφές του λαδιού. Αυτοί οι κωδικοί αναφέρονται σε διάφορους φορείς πιστοποίησης, πχ. ο κωδικός API (Φωτ.15) αναφέρεται στο Αµερικανικό Πετρελαϊκό Ινστιτούτο. Το οποίο έχει θέσει προδιαγραφές κατηγοριοποίησης των λαδιών και των χαρακτηριστικών τους.
Αυτό που πρέπει να προσέξουµε όσον αφορά στις προδιαγραφές, είναι να παρατηρήσουµε τον τύπο και τα χαρακτηριστικά του λαδιού που προτείνει ο κατασκευαστής για τον κινητήρα µας. Και να επιλέξουµε είτε τα λάδια του κατασκευαστή, είτε του εµπορίου. Αρκεί να καλύπτονται ή υπερκαλύπτονται οι αντίστοιχες προδιαγραφές του κατασκευαστή.
Και µην ξεχνούµε ότι τα αυτοκινητιστικά λάδια, όσο και καλά να είναι, δεν υποκαθιστούν τα marine λάδια. Τα οποία είναι ειδικά κατασκευασµένα για ναυτική χρήση. Ώστε να αντέχουν τη σχετική καταπόνηση, τη θαλάσσια διάβρωση, την αλλοίωση του λαδιού από συµπυκνώµατα λόγω των χαµηλών θερµοκρασιών του ανοικτού κυκλώµατος νερού ψύξης και άλλους παράγοντες.
