Γιατί με τον καιρό οι κινητήρες χάνουν τη δύναμή τους;


ΣΚΟΤΩΝΟΥΝ ΤΑ ΑΛΟΓΑ ΟΤΑΝ ΓΕΡΑΣΟΥΝ; ΣΥΝΗΘΩΣ ΟΧΙ, ΕΑΝ ΟΜΩΣ ΜΙΛΑΜΕ ΓΙΑ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΩΝ, ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΑΠΙΘΑΝΟ ΜΕΡΙΚΑ ΑΠΟ ΑΥΤΑ ΝΑ ΠΕΘΑΙΝΟΥΝ ΑΠΟ ΜΟΝΑ ΤΟΥΣ, ΜΕ ΤΟΝ ΚΑΙΡΟ.

  • ΜΙΧΑΛΗΣ ΚΑΤΩΠΟΔΗΣ
  • 30/3/2020

Εάν κοιτάξετε κάτω από το καπό ενός αυτοκινήτου 20ετίας και ενός σύγχρονου μοντέλου, θα δείτε μία χαώδη διαφορά. Η εξέλιξη στη μηχανολογία, την τεχνολογία των υλικών και την ηλεκτρονική έκαναν θαύματα τις τελευταίες δεκαετίες, αναβαθμίζοντας αισθητά τους κινητήρες εσωτερικής καύσης σε ισχύ, ενώ ταυτόχρονα περιόρισαν τις εκπομπές ρύπων. Μπορεί όμως ένα μηχανικό σύνολο, παλαιό ή καινούριο, να μείνει για πάντα το ίδιο αποδοτικό, όπως ήταν όταν πρωτοκυκλοφόρησε;

Ο χρόνος δεν είναι αμείλικτος μόνο για τους ανθρώπους αλλά και για τις μηχανές. Με την πάροδο αυτού δεν εμφανίζονται μόνο βλάβες αλλά και φυσιολογικές φθορές, που τελικά καταφέρνουν να επηρεάζουν την απόδοση ενός κινητήρα. Οι παράγοντες που συντελούν σε αυτό είναι αρκετοί. Κάποιοι από αυτούς εμφανίζονται σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα και κάποιοι όχι. Άλλοι πάλι είναι εύκολο να αντιμετωπιστούν και άλλοι όχι. Ας βάλουμε, όμως, τα πράγματα σε μία σειρά.

Φίλτρο αέρα

Για την παραγωγή ενέργειας σε μία ΜΕΚ (Μονάδα Εσωτερικής Καύσης) χρειάζεται να αναμιχθεί το καύσιμο σε μία συγκεκριμένη αναλογία με τον αέρα (βλέπε οξυγόνο), ώστε να αναφλεγεί και η ισχύς της «έκρηξης» αυτής να κινήσει μηχανικά τα έμβολα. Αυτά, με τη σειρά τους, κινούν τον στροφαλοφόρο άξονα και ούτω καθεξής. Ο αέρας, ωστόσο, έχει διάφορα σωματίδια που αιωρούνται, τα οποία για κανένα λόγο δεν θέλουμε να βρεθούν εντός του θαλάμου καύσης. Ως εκ τούτου, όλοι οι κινητήρες διαθέτουν φίλτρα αέρα, που κατακρατούν αυτά τα σωματίδια. Εάν δεν φροντίζουμε την τακτική συντήρηση του αυτοκινήτου μας ή ζούμε και κινούμαστε σε περιοχές με μεγάλη ρύπανση και αιωρούμενα μικροσωματίδια, δεν είναι απίθανο το φίλτρο αυτό να αρχίσει να φράζει, με αποτέλεσμα να ζορίζει τον κινητήρα και να μην τον τροφοδοτεί με τη απαραίτητη ποσότητα αέρα.

Μπουζί

Εμμένοντας στο θέμα της καύσης, για τους βενζινοκινητήρες η έναυση δίνεται από τους σπινθηριστές ή, στην καθομιλουμένη, μπουζί. Πολύ χοντρικά, όσο πιο δυνατός ο αρχικός σπινθήρας, τόσο καλύτερη η καύση και μεγαλύτερη η ισχύς. Σε ένα μπουζί πολυκαιρισμένο δημιουργούνται επικαθήσεις επάνω στις επιφάνειες που προκαλούν το σπινθήρα, με αποτέλεσμα να μειώνεται η ισχύς και να δημιουργούνται προβλήματα στο σύστημα εξαγωγής.

Μπεκ ψεκασμού καυσίμου

Τα βουλωμένα μπεκ ψεκασμού καυσίμου δημιουργούν μια σειρά από προβλήματα. Νοθευμένο πετρέλαιο, με υψηλή περιεκτικότητα σε θείο ή βενζίνες αμφίβολης ποιότητας μπορούν εύκολα να φράξουν τους πολύ μικρούς αγωγούς που μεταφέρουν υπό πίεση το καύσιμο στον θάλαμο καύσης. Ακόμα όμως και με καλά καύσιμα, σε βάθος χρόνου θα υπάρξουν αποθέσεις που θα περιορίζουν τη διατομή σε κάποια σημεία, δυσχεραίνοντας έτσι τη ροή του καυσίμου.

Αντλία καυσίμου

Με την πάροδο των ετών, η αντλία καυσίμου μπορεί να απωλέσει μέρος της αποδοτικότητάς της. Θα τροφοδοτεί μεν με καύσιμο τον κινητήρα, όχι όμως τόσο, όσο θα απαιτούσε ένα βαθύ πάτημα του δεξιού πεντάλ. Εάν νιώθετε πως το αυτοκίνητό σας δεν τραβάει όπως παλιά σε μία έντονη επιτάχυνση, ή στις ανηφόρες, ένας λόγος θα μπορούσε να είναι μία καταπονημένη αντλία καυσίμου.

Σύστημα εξαγωγής καυσαερίων

Όσο σημαντικό είναι να υπάρχει ανεμπόδιστη ροή αέρα και καυσίμου στο θάλαμο καύσης, άλλο τόσο θα πρέπει να υπάρχει και απροβλημάτιστη απομάκρυνση των καυσαερίων. Καταλυτικοί μετατροπείς που έχουν ολοκληρώσει τον κύκλο ζωής τους, σιλανσιέ που έχουν αρχίσει να καταστρέφονται και να φράσσουν εσωτερικά, σκουριασμένες ή με όποιο τρόπο αλλοιωμένες σωληνώσεις και γενικά, ο,τι μπορεί να δυσχεράνει τη ροή των καυσαερίων προς την έξοδό τους, δεν κάνει καλό. Σκεφτείτε για λίγο τα πνευμόνια σας. Πάρτε μία βαθιά ανάσα, εκπνεύστε το μισό αέρα και δοκιμάστε να ανασάνετε εκ νέου. Κάτι τέτοιο ισχύει και για τον κινητήρα, δυσκολεύοντας αρκετά τη λειτουργεία του.

Ρύθμιση βαλβίδων

Εάν το αυτοκίνητό σας είναι νεότερο των 30 ετών, μπορείτε να παραλείψετε το συγκεκριμένο βήμα. Οι νεότεροι κινητήρες έχουν αυτορρυθμιζόμενες βαλβίδες, με συστήματα μεταβολής του χρονισμού, ανάλογα με το φορτίο. Τα παλαιότερα χρόνια, ωστόσο, που τα πράγματα ήταν πιο απλά μηχανικά, η συνεχής κίνηση και η μηχανική κόπωση των βαλβίδων επέτρεπε με τον καιρό μία χαλάρωση (πόσο μάλλον όταν δεν λιπαινόταν σωστά). Μικροαλλαγές στο χρονισμό και στη βύθιση επηρέαζαν σημαντικά την καύση, όποτε ανά τακτά χρονιά διαστήματα, στα σέρβις των αυτοκινήτων, οι μηχανικοί έλεγχαν και αυτό.

Ελλιπής λίπανση

Τα λιπαντικά των αυτοκινήτων αποτελούν μία τεράστια κατηγορία από μόνα τους. Όπως και να έχει, όμως, η έγκαιρη αλλαγή τους και η χρήση καλής ποιότητας λιπαντικών είναι βασική για τη μακροζωία του κινητήρα. Σκεφτείτε χοντρικά πως ο ρόλος τους είναι να έρχονται σε επαφή με μεταλλικές επιφάνειες που τρίβονται μεταξύ τους, σε υψηλές συνήθως θερμοκρασίες. Εάν δεν προσφέρουν ικανοποιητική λίπανση, τότε η φθορά και οι τριβές (βλέπε αντιστάσεις) του κινητήρα αυξάνονται εκθετικά, με αποτέλεσμα όχι μόνο να χάνουμε ισχύ αλλά και να καταστρέφουμε μία ώρα αρχύτερα το μοτέρ μας.

Επικαθήσεις στο εσωτερικό

Εδώ περνάμε στα πιο βαριά. Όσο και να προσέξει κανείς με τη συντήρηση του αυτοκινήτου του, όσο σύγχρονος και να είναι ένας κινητήρας, η λειτουργεία του δεν παύει να επιφέρει με τον καιρό κάποια φθορά. Κλασικό φαινόμενο είναι οι επικαθήσεις -συνήθως άνθρακα- στις βαλβίδες και στα πιστόνια. Οι επικαθήσεις αυτές συνήθως προέρχονται από κατάλοιπα της καύσης, μικρά σωματίδια και άλλα στοιχεία που συσσωματώνονται, καθώς επίσης από κατάλοιπα καμένου λιπαντικού.

Στην πρώτη περίπτωση, που μιλάμε για τις βαλβίδες, η δημιουργία επικαθήσεων στις κεφαλές αυτών ή και σε άλλα σημεία μπορεί όχι μόνο να αυξήσει τις τριβές αλλά και να μην επιτρέπει το σωστό κούμπωμά τους επάνω στην κυλινδροκεφαλή. Ως εκ τούτου, μία ποσότητα καύσιμου μείγματος ή καυσαερίων θα μπορεί να διαφεύγει μέσω αυτού του κενού, ενώ παράλληλα θα σημειώνεται και πτώση στη συμπίεση. Έτσι θα έχουμε πτώση της ισχύος και -ανάλογα εάν μιλάμε για βαλβίδες εισαγωγής ή εξαγωγής- φθορές σε διάφορα άλλα, δευτερεύοντα συστήματα.

Στην περίπτωση τώρα που οι αποθέσεις αυτές αρχίζουν να εμφανίζονται στα πιστόνια η στα τοιχώματα του κυλίνδρου, πέρα από αντίστοιχη αύξηση των τριβών είναι πιθανό να σημειωθούν και φαινόμενα προανάφλεξης, τα οποία δεν θέλουμε. Πιο απλά, η συγκέντρωση αποθέσεων εντός του θαλάμου καύσης μπορεί, υπό προϋποθέσεις, να δημιουργήσει κάποια πολύ θερμά σημεία, στα οποία να γίνεται μερική ανάφλεξη του μίγματος πριν ολοκληρωθεί μίξη αυτού και ασχέτως του ύψους που βρίσκεται το έμβολο. Κάτι τέτοιο δεν είναι εύκολο να συμβεί, δεν είναι όμως και αδύνατο.

Φθορά των δακτυλιδιών των εμβόλων

Για να επιτευχθεί σωστή καύση και άρα ικανή ισχύς, όπως προείπαμε, είναι κομβικό ο κινητήρας να λειτουργεί με τη σωστή συμπίεση. Για όσους δεν διαθέτετε τις βασικές μηχανολογικές γνώσεις, σκεφτείτε το εξής. Ένας θάλαμος καύσης είναι το σημείο του κινητήρα όπου το καύσιμο ενώνεται με τον αέρα, αναφλέγονται και παράγουν χημική ενέργεια, που μετατρέπεται σε μηχανική. Ο θάλαμος καύσης είναι κυλινδρικού σχήματος και σταθερός από όλες τις πλευρές, εκτός από τη βάση του, στην οποία βρίσκεται ένα έμβολο, που μπορεί να ανεβοκατεβαίνει, εντός αυτού. Με την ανάφλεξη του καυσίμου, πραγματοποιούμε ουσιαστικά μία μικρή έκρηξη, ωθώντας με δύναμη το έμβολο προς τα κάτω. Για να αξιοποιήσουμε όμως το σύνολο αυτής της ενέργειας, θα πρέπει τα αέρια που δημιουργούνται να μην μπορούν να διαφύγουν από πουθενά, να παραμένουν εντός του θαλάμου, μέχρι το άνοιγμα της βαλβίδας εξαγωγής.

Επιστρέφοντας στο έμβολο, αυτό, όπως είπαμε, μπορεί να κινείται παλινδρομικά εντός του θαλάμου καύσης. Πως όμως έρχεται σε επαφή με αυτόν; Εάν η διάμετρός του είναι μεγάλη, θα έφραζε ουσιαστικά εντός αυτού. Εάν πάλι είναι μικρή, τα περιθώρια θα άφηναν δίοδο για τα αέρια της καύσης, οπότε η όποια ισχύς θα χανόταν. Στην πράξη, για να μην επιτρέπονται διαρροές, το έμβολο διαθέτει περιμετρικά κάποια δακτυλίδια, τα οποία εξέχουν οριακά, με σκοπό να σφραγίζουν αυτή ακριβώς τη διέξοδο των αερίων. Με τα χρόνια αυτά φθείρονται, ρίχνοντας έτσι τη συμπίεση και άρα και την ισχύ του κινητήρα.

Εν κατακλείδι, δεν μπορεί κανείς να πάρει κάποιο αυτοκίνητο -παλαιότερο ή σύγχρονο- και να περιμένει ότι για μία ζωή θα συνεχίσει να λειτουργεί το ίδιο καλά, όπως την πρώτη μέρα. Αυτό βέβαια δεν σημαίνει κιόλας ότι από τα 100 άλογά του θα χάσει τα μισά, μέσα στα πρώτα δέκα χρόνια. Δεν υπάρχει κάποιος αλγόριθμος που να υπολογίζει τη μείωση της απόδοσης ενός συνόλου με το χρόνο και τη φθορά. Είμαστε όμως σε θέση να γνωρίζουμε ότι όσο πιο καλά συντηρούμε και φροντίζουμε το αυτοκίνητό μας, τόσο περισσότερα χρόνια θα το έχουμε, σε καλή κατάσταση, να μας υπηρετεί.