So funktioniert ein Verbrennungsmotor:
Alle Verbrennungsmotoren arbeiten nach einer Theorie namens Otto-Zyklus der Ereignisse, benannt nach Nikolaus Otto, der sie 1867 erfunden hat. Sie erfolgt in 4 sich wiederholenden Schritten oder Zyklen:
- Aufnahme
- Kompression
- Verbrennung (oder Kraft)
- Auspuff
Der Kraftstoff und die Luft werden durch den nach unten bewegenden Kolben bei geöffnetem Einlassventil in den Motorzylinder gesaugt. Dann bewegt sich der Kolben nach oben, sowohl die Einlass- als auch die Auslassventile sind geschlossen. Der sich nach oben bewegende Kolben komprimiert das Luft-Kraftstoff-Gemisch. Dann wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einer Zündkerze (bei normalen Benzinmotoren) gezündet, wodurch eine Verbrennung entsteht. Die extreme Hitze erzeugt einen hohen Druck, der den Kolben nach unten drückt. Dann öffnet sich das Auslassventil. Der Kolben geht wieder nach oben und gibt das Abgas ab. Und dann wiederholt sich der Zyklus.
Hier ist eine anständige Animation des Otto-Zyklus auf YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=6qHherIwsTE. (In der Abbildung oben befindet sich der Einlass rechts und der Auslass links. In der YouTube-Animation befindet sich der Einlass links und der Auslass rechts.)
Der Verbrennungsprozess ist die Umwandlung von chemischer Energie (Benzin) in Wärmeenergie (Verbrennung), die in hin- und hergehende Energie umgewandelt wird (Pumpen der Kolben). Die Kolben drehen eine Kurbelwelle über eine Pleuelstange. Wenn der Kolben während der Verbrennung auf und ab geht, dreht er die Kurbelwelle. Die Kurbelwelle wandelt hin- und hergehende Energie in Rotationsenergie um. Diese Energie wird schließlich über den Antriebsstrang auf die Räder übertragen, worauf wir später in Lektion 9 eingehen .
Eine animierte Abbildung mit Kolben (grau) in den jeweiligen Zylindern (blau) und einer Kurbelwelle (rot) finden Sie unter http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cshaft.gif. Wenn die Kolben auf und ab gehen, wird die Kurbelwelle gedreht.
In einem Dieselmotor gibt es keine Zündkerzen. Der Kraftstoff wird allein aufgrund der Kompression gezündet. Die Kompression ist bei einem Dieselmotor höher, der genug Wärme erzeugt, um die Verbrennung zu verursachen.
Ein Hybridfahrzeug verwendet einen Elektromotor und eine Batterie zur Unterstützung des Antriebs zusammen mit dem Verbrennungsmotor. Der Verbrennungsmotor erzeugt Strom zum Aufladen der Batterien. Außerdem werden die Batterien beim Bremsen aufgeladen.
Aufgabe von Motoröl
Der Zweck von Motoröl besteht darin, einen Schmierfilm zwischen allen beweglichen Teilen eines Verbrennungsmotors zu bilden, um Reibung und Verschleiß zu verringern. Wenn Sie das richtige Motoröl für Ihr Fahrzeug auswählen und das Öl in regelmäßigen Wartungsintervallen wechseln, läuft der Motor im Laufe der Zeit reibungslos. Die empfohlene Ölsorte und Spezifikation für Ihr Fahrzeug finden Sie in der Bedienungsanleitung. Ein weiterer Ort, an dem es zu finden ist, ist der Öleinfülldeckel. Es basiert auf der Umgebungstemperatur, in der Sie leben. Es gibt zwei Motorölcodes, die in der Bedienungsanleitung angegeben werden, eine API und eine SAE.
Jedes Öl hat einen API-Code, der für American Petroleum Institute steht. Es ist eine Servicebewertung für die Qualität, Sauberkeit und Art der Reinigungsmittel im Öl. Der Code besteht immer aus zwei Buchstaben.
Die SAE ist die Viskosität oder Dicke des Öls. Modernes Öl ist mehrviskoses Öl. Die SAE kann etwas mit der Wirkung von 5W-30 zu tun haben. Die erste Zahl-Buchstaben-Kombination (5 W) gibt die Viskosität oder Dicke des Öls an, wenn es kalt ist. Die zweite Zahl ist die Viskosität bei der Motorbetriebstemperatur. Bevor sie mehrviskoses Öl hatten, gab es nur einviskoses Öl (SAE 30), das bei kaltem Wetter extrem dick ist. Der Versuch, es in Ihren Motor zu gießen, wäre wie das Eingießen von Honig, aber was noch wichtiger ist, es wäre schwierig, das Öl zu pumpen und den Motor zu schmieren. Deshalb mussten ältere Motoren aufgewärmt werden, bevor man sie fahren konnte.
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Wenn Sie sicherstellen möchten, dass Ihr Fahrzeug bei allen Wetterbedingungen, einschließlich extremer Kälte, reibungslos startet und läuft, ist synthetisches Öl eine gute Wahl. Es hilft auch, Ihren Motor und seine Komponenten länger geschmiert zu halten als herkömmliche Öle.
Um das beste synthetische Öl für Ihr Fahrzeug zu finden, müssen Sie die Bewertungen lesen, die Produkteigenschaften untersuchen und sich mit den Vor- und Nachteilen der verfügbaren Mischungen und Konfigurationen befassen. Mit dem richtigen synthetischen Öl kann es schnell zur Aufgabe werden, Ihr Fahrzeug in Topform zu halten.
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Motoröl, seine Funktionen, Typen und Eigenschaften.
Öl. Zu den Grundfunktionen eines Motors gehören die Reduzierung von Reibung, Kühlung, Abdichtung, Reinigung und der Schutz beweglicher Teile. Aber es wird oft als selbstverständlich angesehen. Dieser Artikel befasst sich mit den Grundlagen der Schmierung und den verschiedenen Arten und Eigenschaften von Öl.
Schmiermittel bilden eine Flüssigkeitsbarriere zwischen beweglichen Teilen, um Reibung und Verschleiß zu vermeiden. Bei der Kühlung liefert Öl bis zu 40 Prozent der Kühlung des luftgekühlten Triebwerks eines Flugzeugs. Öl schafft eine Abdichtung zwischen Kolbenringen und Zylinderwänden. Dies trägt dazu bei, den Verschleiß zu verringern, eine bessere Kompression zu erzielen und Verunreinigungen fernzuhalten, während gleichzeitig die Kraftstoffeffizienz verbessert wird.
Wenn Öl seine Arbeit macht, sollte es schmutzig sein. Mit einem wirksamen Dispergiermittel behandeltes Öl suspendiert Schmutz, metallische Materialien und unverbrannten Kohlenstoff. Indem Sie den Zustand eines Öls durch Ölanalyse überwachen, können Sie Betriebstrends ermitteln, um es als vorbeugendes Wartungswerkzeug zu verwenden. Beachten Sie die Empfehlungen des Motorherstellers. Die typische Faustregel für das Ölwechselintervall lautet jedoch 50 Stunden für einen gefilterten Motor und 25 Stunden für einen abgeschirmten Motor. Zusammen mit dem stündlichen Intervall sollte das Öl vierteljährlich oder saisonal gewechselt werden. Dieser Prozess hilft dabei, Feuchtigkeit aus Motor und Öl zu entfernen, um Korrosion zu vermeiden.
Ölsorten werden aus Spezifikationen abgeleitet, die in den 1940er Jahren vom Militär entwickelt und später von der Society of Automotive Engineers (SAE) standardisiert wurden. Das System klassifiziert Motoröle nach Viskositätsklassen. Öle werden anhand ihrer gemessenen Viskosität bei hohen Temperaturen für Einqualitätsöle und bei niedrigen und hohen Temperaturen für Mehrbereichsöle klassifiziert. Multigraden haben einen hohen Viskositätsindex (VI) und können in mehr als eine SAE-Klassifizierung fallen.
Luftfahrtmotoren haben eine andere Viskositätsbewertung als die von Automobilen und SAE verwendet. Sie verwenden 65 Gewicht oder SAE 30, 80 Gewicht oder SAE 40, 100 Gewicht oder SAE 50 und 120 Gewicht oder SAE 60. Die später entwickelten Luftfahrt-Multigrades haben das SAE-Klassifizierungssystem für Kraftfahrzeuge übernommen und sind in 15W-50, 20W-50 zu finden und 25W-60 Bereiche.
SAE-Standards für Schmieröle umfassen J1966 und J1899. Die SAE-Norm J1966 legt die Anforderungen für nichtdispergierende (gerade) mineralische Schmieröle fest, die in Viertakt-Kolbenflugmotoren verwendet werden. Es deckt die gleichen Anforderungen ab wie die frühere militärische Spezifikation MIL-L-6082. J1899 legt die Anforderungen für Schmieröle fest, die aschefreie Dispergiermitteladditive enthalten, genau wie MIL-L-22851.
Im Folgenden finden Sie einige technische Begriffe, Eigenschaften und Beschreibungen der verschiedenen Arten von Schmierölen, die in der Luftfahrtkolbenmotorenindustrie verwendet werden.
Viskosität
Die Viskosität ist das Maß für den Scher- oder Fließwiderstand des Öls. Eine hohe Viskosität zeigt einen hohen Strömungswiderstand an, während eine niedrige einen niedrigen Widerstand anzeigt. Sie variiert mit der Temperatur und wird durch Druck beeinflusst. Durch Erhöhen der Temperatur nimmt die Viskosität ab. Umgekehrt führt eine Verringerung der Temperatur zu einer Erhöhung der Viskosität. Ein höherer Druck führt zu einer Erhöhung der Viskosität, wodurch auch die Filmdicke des Öls erhöht wird. Die Viskosität wird durch Scherung und Zeit gemessen. Gemessen durch Scherung wird es in Centipoise ausgedrückt und ist als dynamische Viskosität bekannt. Die kinematische Viskosität wird in Centistokes ausgedrückt und üblicherweise bei zwei Temperaturen von 40 ° C und 100 ° C angegeben. Die kinematische Viskosität wird als die Zeit gemessen, die eine Ölprobe benötigt, um bei einer Standardtemperatur durch ein Viskositätsrohr zu fließen. Dieser Wert wird dann in Centistokes umgewandelt.
Pourpoint
Dies ist die niedrigste Temperatur, bei der ein Öl fließt. Öle werden normalerweise ausgewählt, um sicherzustellen, dass der Stockpunkt deutlich unter den erwarteten Umgebungstemperaturen liegt.
Flammpunkt
Der Flammpunkt ist die niedrigste Temperatur, bei der ein Schmiermittel vor dem Dampf erhitzt werden muss. Wenn es mit Luft gemischt und einer Zündquelle ausgesetzt wird, entzündet es sich, brennt aber nicht weiter. Es wird verwendet, um die Transport- und Lagertemperaturanforderungen zusammen mit einer möglichen Produktkontamination zu bestimmen.
Einfaches oder monogrades
Monogrades Öl ist ein Schmiermittel auf Erdölbasis mit einer einzigen Viskositätsklasse. Einwertige Öle werden von einigen als besser für wärmere Temperaturen angesehen, können jedoch nicht den für Kaltstarts erforderlichen Durchfluss liefern, ohne einen beheizten Hangar oder Motorvorwärmvorrichtungen zu verwenden. An einigen Orten kann das ganze Jahr über eine Viskosität verwendet werden.
Es gibt eine lange Debatte zwischen ein- und mehrstufigen Ölen. Einige Benutzer bevorzugen die Einzelqualität, da sie eine bessere Hochtemperatur- und Scherstabilität bietet. Andere glauben, dass nur ein Multigrade die erforderliche Leistung liefern kann.
Gerades Mineralöl enthält kein Dispergiermittel und wird normalerweise von den Herstellern für die erste 50-stündige Einlaufzeit bei neuen oder neu überholten Motoren empfohlen. Es ermöglicht einen schnelleren Sitz des Kolbenrings und die Ansammlung einiger vorteilhafter Ablagerungen, die zu einer besseren Kontrolle des Ölverlusts führen.
Mehrbereichsöl
Mehrbereichsöle sind entweder voll auf mineralischer Basis oder ein synthetisches Öl – Mischung. Multigrades sind in erster Linie auf Ganzjahresbetrieb und Komfort ausgelegt. Sie erfüllen die Anforderungen von mehr als einer SAE-Viskositätsklassifizierung und eignen sich daher besser für die Verwendung in einem größeren Temperaturbereich als ein Einqualitätsöl. Mehrbereichsöle enthalten Viskositätsverbesserer, die die Tendenz eines Öls verringern, Viskosität zu verlieren oder bei verschiedenen Viskositäten auszudünnen. Weitere Vorteile sind ein geringerer Ölverbrauch und ein besserer Kraftstoffverbrauch.
Aschefreies Dispergiermittel
Diese Öle werden sowohl von Multigraden als auch von AD-Monograden dargestellt und unterliegen SAE J1899. Aschefreie Dispergiermittel sind Additive zur Minimierung der Ablagerungsbildung. Sie enthalten keine Metallverbindungen, die zu Ablagerungen in der Brennkammer führen würden. Die Dispergiermittel verhindern, dass Verunreinigungen Schlamm bilden, der die Ölkanäle verstopfen könnte. Sie helfen dem Öl, Verbrennungsnebenprodukte zu suspendieren, und halten sie dispergiert, bis das Öl abgelassen ist.
Synthetische
Synthetische Öle sind Polyalphaolefine, die eher aus der chemischen Synthese als aus der Raffination von Erdöl hergestellt werden. Durch den Raffinierungsprozess werden Moleküle zu einer einheitlichen Größe und Struktur hergestellt. Obwohl die Eigenschaften von der Anwendung abhängen, umfassen sie eine bessere Oxidationsstabilität oder -beständigkeit, einen höheren Viskositätsindex, einen niedrigeren Stockpunkt, einen niedrigeren Reibungskoeffizienten und eine längere Lebensdauer. Ein Nachteil sind die Kosten, die um ein Vielfaches höher sein können als bei Ölen auf Mineralbasis.
Synthetische Öle wurden mit Problemen mit der Verschlechterung der Dichtung sowie mit Löslichkeitsproblemen mit bleihaltigem Kraftstoff in Verbindung gebracht, wodurch sich Ablagerungen bilden und Durchgänge wie Arterien verstopfen. Einige Wartungstechniker haben sogar die Fähigkeit entwickelt, das Motoröl zu identifizieren, das durch den Grad der zurückgebliebenen Ablagerungen verwendet wird. Nur ein vollsynthetisches Flugkolbenmotoröl hat es jemals auf den Markt gebracht. Dieses Produkt wurde anschließend aus einigen der genannten Gründe gezogen.
Additive
Die Ölqualität wird durch Raffinierungsprozesse bestimmt, aber Additive können die Gesamtleistung verbessern. Additive, in der Regel neue Technologien, die über Multigrades auf den Markt gebracht werden, können Korrosionsschutz-, Hochlast- und Abriebfestigkeitseigenschaften aufweisen. Sie können die Leistung von Schmiermitteln in Motoren mit älterer Technologie erheblich verbessern.
Textron Lycoming entwickelte ein Verschleiß- / Abriebschutzadditiv LW-16702, das in AD 80-04-03 R2 beschrieben ist. Seit seiner Markteinführung haben mehrere Öle ergänzende Typenzertifikate erhalten, die als Alternative verwendet werden können.
Wartung
Unabhängig davon, ob Sie ein ein- oder mehrstufiges, gerades oder aschefreies Dispergiermittel wählen, stellen Sie sicher, dass die Ölwechselintervalle gemäß den Empfehlungen des Herstellers eingehalten werden. Berücksichtigen Sie auch den Flugzeugtyp, den Triebwerkstyp und das Flugprofil, um das richtige Öl für die Umgebung und die Anwendung zu ermitteln. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das von Ihnen verwendete Öl dem erforderlichen Standard entspricht.
Zusätzliche Ressourcen
AeroShell
Houston, TX
www.shell.com
AirBP Lubricants
Parsippany, NJ
www.bp.com
ConocoPhillips Lubricants
Houston, TX
www.phillips66.com
ExxonMobil
Irving, TX
www.exxonmobil.com
Gesellschaft der Automobilingenieure
Warrendale, PA
www.sae.org
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