Αξιολόγηση προστασίας κιβωτίου από το λιπαντικό

Η δοκιμή FZG
Θάνο Αμβρ. Φελούκα
Από τον

Θάνο Αμβρ. Φελούκα

8/2/2018

Μέχρι στιγμής η πιο εξειδικευμένη σκέψη που υπάρχει για την αξιολόγηση ενός λιπαντικού στην προστασία του κιβωτίου, είναι να περνά τις προδιαγραφές JASO. Αν κάποιος γνωρίζει πως πρέπει να εξετάζει αν το λιπαντικό που θέλει να αγοράσει περνά τις προδιαγραφές JASO, τότε ανήκει ήδη στην μειοψηφία. Ακόμα πιο λίγοι βέβαια, είναι όσοι γνωρίζουν την δοκιμή FZG. Πρόκειται για μία μέτρηση που ανέπτυξε το Ινστιτούτο Μηχανικών Ερευνών FZG (Forschungsstelle für Zahnrader und Getriebebau) που ανήκει στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου.

Στέλνοντάς μας η MOTUL την είδηση πως το σύνολο λιπαντικών της σειράς 7100 4Τ έχει βαθμολογηθεί με FLS>14 όπως άλλωστε και η 300V Factory Line, που φυσικά το περιμένει κανείς γιατί είναι η αγωνιστική της σειρά, ενώ η 5100 4T βαθμολογήθηκε με το επίσης αξιόλογο FLS=14, συνειδητοποιήσαμε πως βρισκόμασταν μπροστά σε ένα σημαντικό πρόβλημα. Λίγοι αναγνώστες ξέρουν τι σημαίνει FLS>14. Οπότε είναι μία ευκαιρία για μία γενικότερη ενημέρωση:

Η κλίμακα FLS, αντιστοιχεί στην δοκιμή FZG κι έχει υιοθετηθεί από τον ASTM (American Society for Testing and Materials) με την ονομασία D-5182, πρόκειται για μία κλίμακα που λειτουργεί σε 15 βαθμίδες: Από το ένα έως το 14 και μεγαλύτερο του 14… Η ανώτερη ποιοτική ένδειξη που μπορεί να έχει ένα λιπαντικό είναι >14 και η μικρότερη το 1. FLS σημαίνει “Failure Load Stage” κι αντιστοιχεί σε ένα στάδιο μέτρησης. Πιο συγκεκριμένα:

Η δοκιμή γίνεται σε ειδικά κατασκευασμένο για τον σκόπο, όργανο μέτρησης που περιστρέφει δύο γρανάζια που κατασκευάζονται πάντα με συγκεκριμένη προδιαγραφή ώστε να υπάρχει μέτρο σύγκρισης. Το όργανο αυτό, όπως φαίνεται και στις συνοδευτικές φωτογραφίες, περιστρέφει τα γρανάζια με 1450 στροφές ανά λεπτό, πράγμα που δεν ακούγεται υπερβολικό, αλλά είναι το φορτίο και η διάρκεια της δοκιμής εκείνα που παίζουν ρόλο.

η λειτουργία της μηχανής μέτρησης που ανέπτυξε το Ινστιτούτο Μηχανικών Ερευνών FZG

 

Κάθε εξεταζόμενο λιπαντικό, θερμαίνεται ακριβώς στους 90ο Κελσίου πριν την δοκιμή κι αμέσως μετά ξεκινούν κύκλοι μέτρησης, ένα FLS δηλαδή. Οι κύκλοι αυτοί αντιστοιχούν σε 21.700 περιστροφές των γραναζιών που πρακτικά σημαίνει περίπου 15 λεπτά λειτουργίας. Μετά από κάθε κύκλο τα γρανάζια ελέγχονται οπτικά για μικρο-ατέλειες και σε περίπτωση που δεν υπάρχει το παραμικρό, τότε συνεχίζουν σε ένα ακόμη κύκλο. Έτσι λοιπόν ένα λιπαντικό που άντεξε δέκα κύκλους, βαθμολογείται με FLS=10.

Σε περίπτωση που το λιπαντικό φτάσει τους 14 κύκλους χωρίς να αφήσει τα γρανάζια να πάθουν την παραμικρή φθορά, τότε υπερδιπλασιάζουν το φορτίο (714.2 Nm) και ολοκληρώνουν ακόμη έναν κύκλο. Σε περίπτωση που περάσει κι αυτή την δοκιμασία, τότε βαθμολογείται με FLS>14 την μέγιστη δυνατή βαθμολογία.

Ενδεικτικά, για να υπάρχει μέτρο σύγκρισης με τους κύκλους δοκιμής, μερικά φορτία που ασκούνται στα κιβώτια μοτοσυκλετών που είναι ξακουστές για την ροπή τους, και την αμεσότητα μετάδοσης είναι τα εξής:

Yamaha Vmax = 167 Nm

Kawasaki ZZR 1400 = 163 Nm

Suzuki Hayabusa = 155 Nm

Με βάση τα παραπάνω, η ένδειξη FLS>14 σημαίνει ότι το λιπαντικό που κρατάτε στα χέρια σας υπερκαλύπτει τις ανάγκες της μοτοσυκλέτας σας και φυσικά αποτελεί πλέον μία αξιολόγηση προστασίας, και όχι απλά μία προδιαγραφή καταλληλότητας, όπως είναι η JASO.

φωτογραφία της μηχανής για την δοκιμή FZG εν ώρα λειτουργίας

Η προδιαγραφή JASO ωστόσο δεν ορίζει συγκεκριμένα κριτήρια για την προστασία που κιβωτίου ταχυτήτων, πέραν της αντοχής του λιπαντικού σε υψηλές διατμητικές τάσεις, και χωρίζεται σε ξεχωριστές κατηγορίες για δίχρονους και τετράχρονους κινητήρες. Οι MA και MB (JASO MA/MB) είναι για τετράχρονους κινητήρες με ενιαίο σύστημα λίπανσης με την MB να χρησιμοποιείται όπου απαιτείται πιο χαμηλή τριβή. Αντίστοιχα για τους δίχρονους, οι σχετικές βαθμίδες της προδιαγραφής JASO είναι οι FA/FB/FC/FD με την FA και FB να διαφέρουν σε επίπεδο λιπαντικότητας και τις υπόλοιπες δύο να έχουν την ίδια λιπαντικότητα με την FB αλλά να διαφέρουν σε επίπεδο απορρυπαντικότητας με την FD να έχει το υψηλότερο. Οι προδιαγραφές JASO καθορίστηκαν από έξι οργανισμούς που έφτιαξαν μία γραμματεία:

Petroleum Association of Japan (PAJ)
Japan Automobile Manufacturers Association, Inc. (JAMA)
Society of Automotive Engineers of Japan, Inc. (JSAE)
Land Engine Manufacturers Association (LEMA)
Japan Lubricating Oil Society (JALOS)
Japan Boating Industry Association (JBIA)

και μέλη της είναι επίσης πολλοί κατασκευαστές λιπαντικών, και πανεπιστήμια.

Η JASO καθορίζει λοιπόν τις προδιαγραφές καταλληλότητας, αλλά έρχεται η δοκιμή FZG να αποδείξει εργαστηριακά σε πιο βαθμό προστατεύει κάθε λιπαντικό.

Επιπρόσθετα και με βάση τα παραπάνω, γίνεται ίσως ακόμα πιο κατανοητό πως τα λιπαντικά των μοτοσυκλετών διαφέρουν πολύ από εκείνα των αυτοκινήτων, για μία σειρά από λόγους που ξεκινούν από τις προδιαγραφές JASO και καταλήγουν στην δοκιμή FZG..

 

Φίλτρα αέρα: Πότε προστατεύουν και πότε καταστρέφουν τον κινητήρα

Το πιο σημαντικό εξάρτημα προστασίας του κινητήρα που… αδιαφορούμε για την ύπαρξή του!
Μπάμπη Μέντη
Από τον

Μπάμπη Μέντη

28/7/2021

Δεν θα μπούμε καν στο κόπο να ρωτήσουμε πότε ήταν η τελευταία φορά που έλεγξες την κατάσταση του φίλτρου αέρα της μοτοσυκλέτας σου διότι δεν θέλουμε να σε φέρουμε σε δύσκολη θέση… Μην στεναχωριέσαι όμως, διότι είναι ελάχιστοι εκείνοι που γνωρίζουν πόσο σημαντικός είναι ο ρόλος του φίλτρου αέρα σε μια σύγχρονη μοτοσυκλέτα και ακόμα λιγότεροι εκείνοι που φροντίζουν να κάνει σωστά την άκρως σημαντική δουλειά του.

Κάποιοι νομίζουν πως είναι απλώς “κάτι” που πρέπει να αλλάζουν σε κάθε service μαζί με τα λάδια και το φίλτρο λαδιού. Κάποιοι άλλοι “ψαγμένοι” και “γνώστες” το αντιμετωπίζουν  αποκλειστικά ως Performance Part και το μόνο που τους ενδιαφέρει είναι να δούνε πόσα άλογα κέρδισαν στο δυναμόμετρο αλλάζοντας τον τύπου ή την μάρκα του φίλτρου αέρα.

Τόσο η πρώτη κατηγορία μοτοσυκλετιστών και πολύ περισσότερο η δεύτερη, ξεχνάνε πως το φίλτρο αέρα είναι η σημαντικότερη ασπίδα προστασίας του κινητήρα. Κι αυτό συμβαίνει διότι έχουν σταματήσει να παρακολουθούν την εξέλιξη της τεχνολογίας των κινητήρων.

Ξεκινώντας από τα βασικά, θα πρέπει να γίνει εξ αρχής κατανοητό πως ο ρόλος του φίλτρου αέρα ακολουθεί πολύ στενά την εξέλιξη της τεχνολογίας των κινητήρων. Δηλαδή όσο εξελίσσεται η τεχνολογία των κινητήρων, τόσο εξελίσσεται και ο ρόλος που έχει το φίλτρο αέρα.

 

Οι πρώτοι κινητήρες δεν είχαν καν φίλτρο αέρα, για τον απλούστατο λόγο πως – έτσι κι αλλιώς - έπρεπε να τους κάνεις γενική επισκευή κάθε 100-200 χιλιόμετρα και είχαν τόσο μεγάλες ανοχές τα μηχανικά τους μέρη που ακόμα κι αν έμπαινε ολόκληρη πέτρα μέσα στον θάλαμο καύσης (που λέει ο λόγος…) δεν είχε καμία επίπτωση στη λειτουργία τους.

Με την πρόοδο που ακολούθησε στη μεταλλουργία, την ανάγκη για υψηλότερες επιδόσεις και με στόχο τη μεγαλύτερη διάρκεια ζωής των κινητήρων εσωτερικής καύσης, η χρήση φίλτρων αέρα έγινε απαραίτητη, διότι τα μικροσωματίδια άρχισαν να αποτελούν έναν μεγάλο εχθρό για τους νέους κινητήρες, που πλέον αποκτούν όλο και μικρότερες ανοχές στα μηχανικά τους μέρη, όπως επίσης και πολύ πιο ευαίσθητα και μαλακά κράματα αλουμινίου για μείωση του βάρους.

Όμως όπως ξέρουμε, κάθε κινητήρας εσωτερικής καύσης δεν είναι τίποτα περισσότερο από μια περίπλοκη αντλία αέρα, όπου ρουφά αέρα από τους αυλούς εισαγωγής και βγάζει αέρα από την εξάτμιση. Όσο περισσότερος είναι ο όγκος του αέρα στη μονάδα χρόνου που μπαίνει και βγαίνει προς και από τον κινητήρα μας, τόσο πιο αποδοτικός είναι.

Βάζοντας λοιπόν ένα φίλτρο αέρα πριν την εισαγωγή του κινητήρα, αυτομάτως περιορίζουμε τη δυνατότητα του αέρα να κινηθεί ελεύθερα προς τον θάλαμο καύσης, κάτι που μειώνει την απόδοση του κινητήρα. Έτσι στους αγώνες για πολλά χρόνια (σε κάποιες κατηγορίες αγώνων όπως τα Dragster ακόμα και σήμερα) είτε δεν είχαν καθόλου φίλτρα αέρα, είτε είχαν απλώς κάποιου είδους σίτα για να μην μπαίνουν μέσα χαλίκια.

Προφανώς στους αγώνες δεν σε ενδιαφέρει η μακροζωία του κινητήρα, σε αντίθεση με την καθημερινή χρήση μιας μοτοσυκλέτας που το τελευταίο πράγμα που θέλεις είναι να καταστραφεί ο κινητήρας σου μετά από μερικές χιλιάδες χιλιόμετρα ή έστω να πέσει κατακόρυφα η απόδοσή του λόγω της πρόωρης φθοράς των μηχανικών μερών του.

Αν λοιπόν θέλεις μόνο την μέγιστη απόδοση από τον κινητήρα σου για μερικά δευτερόλεπτα και δεν σε νοιάζει αν καταστραφεί μετά ή χάσει την απόδοσή του, κάνε ό,τι κάνουν στα Dragster και βγάλε εντελώς το φίλτρο αέρα ή βάλε απλώς μια σίτα να μην μπαίνουν τα πουλιά μέσα…

 

Μάλλον δεν θέλεις να συμβεί κάτι τέτοιο, οπότε ας δούμε έναν-έναν τους λόγους που θα πρέπει το φίλτρο αέρα της μοτοσυκλέτας μας να κάνει σωστά της δουλειά του, αλλά και πως γίνεται να κερδίσουμε άλογα χωρίς να επηρεαστεί η αξιοπιστία του κινητήρα μας.

 Όπως είπαμε στην αρχή, οι σύγχρονοι κινητήρες έχουν πολύ μικρότερες ανοχές στα μηχανικά τους μέρη και χρησιμοποιούν πιο μαλακά κράματα αλουμινίου με στόχο την αύξηση της απόδοσης, τη μείωση των τριβών και την μείωση των ρύπων και του θορύβου.

Όσο πιο αυστηρές γίνονται οι προδιαγραφές ρύπων και θορύβου, τόσο μικρότερες πρέπει να γίνουν οι ανοχές των μηχανικών μερών, αλλά και να παραμείνουν μικρές σε όλη τη διάρκεια ζωής του κινητήρα, διότι ο περίπλοκος εξοπλισμός διαχείρισης των ρύπων που έχουν οι σύγχρονοι κινητήρες μπορεί να καταστραφεί ή να προκληθούν δυσλειτουργίες και να χρειαστούν πανάκριβες επισκευές.

Το φιλτροκούτι μιας σύγχρονης μοτοσυκλέτας δεν έχει καμία απολύτως σχέση με το φιλτροκούτι που είχε μια μοτοσυκλέτα πριν δέκα, είκοσι ή τριάντα χρόνια.

 

Οι ψεκασμοί Ride By Wire χρησιμοποιούν πολύ ευαίσθητους (και πανάκριβους…) αισθητήρες που μετράνε την ποσότητα, την ταχύτητα ΚΑΙ την ποιότητα του αέρα.

 

Στους κινητήρες υψηλής απόδοσης, οι αυλοί εισαγωγής είναι μεταβλητοί και μετακινούνται πάνω-κάτω αλλάζοντας το μήκος τους ή έχουν πτερύγια μέσα στο φιλτροκούτι που αλλάζουν θέση ώστε να μεταβάλουν τη ροή και την ταχύτητα του αέρα αναλόγως τις στροφές του κινητήρα.  

 

Όλοι αυτοί οι ευαίσθητοι, περίπλοκοι και πανάκριβοι ηλεκτρονικοί μηχανισμοί και αισθητήρες θα πρέπει να προστατευθούν από τα μικροσωματίδια που εισέρχονται μαζί με τον αέρα μέσα στο φιλτροκούτι και από εκεί στο εσωτερικό του κινητήρα. Αυτή φυσικά είναι μια δουλειά που πρέπει να κάνει το φίλτρο αέρα.

Έτσι ενώ τις προηγούμενες δεκαετίες, το φίλτρο αέρα προστάτευε μόνο τα μηχανικά μέρη του κινητήρα, τώρα θα πρέπει να προστατεύει και τα ηλεκτρονικά, τα οποία έχουν κυρίαρχο ρόλο στην απόδοση των σύγχρονων κινητήρων.

Αν δηλαδή τα προηγούμενα χρόνια έχανες 4-5 άλογα από ένα βρώμικο ή λάθος φίλτρο αέρα και οι ζημιές που προκαλούσε στο εσωτερικό του κινητήρα άρχιζαν να φαίνονται μετά από 20.000-30.000 χιλιόμετρα, τώρα μπορεί να προκαλέσει ακόμα και το ξαφνικό σβήσιμο του κινητήρα ή την ολική καταστροφή του μέσα σε μερικές εκατοντάδες χιλιόμετρα.

Οπότε η ανάγκη για ένα φίλτρο αέρα που προστατεύει τα ηλεκτρονικά μέσα στο φιλτροκούτι και προστατεύει τα μαλακά κράματα αλουμινίου μέσα στον κινητήρα είναι αδιαπραγμάτευτη προτεραιότητα σε έναν σύγχρονο κινητήρα.

 

Και σε αυτό το σημείο ήρθε επιτέλους η ώρα να απαντήσουμε στο μεγάλο ερώτημα, δηλαδή στην αντικατάσταση του εργοστασιακού φίλτρου αέρα με ένα φίλτρο “ελευθέρας ροής” για να πάρουμε άλογα.

 

Θα είμαστε σαφείς από την αρχή: Τα φίλτρα “ελεύθερης ροής” ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ όλα ίδια και ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ όλα σχεδιασμένα για γενική χρήση. Επίσης ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ για όλους…

 

 

Γιατί δεν είναι όλα ίδια;

 

Οι περισσότερες εταιρείες κατασκευής φίλτρων αέρα “ελευθέρας ροής” έχουν καταλάβει πως το μόνο που ενδιαφέρει τον κόσμο είναι “να πάρουν όσα περισσότερα άλογα γίνεται” και πως αν ξοδέψουν χρόνο, χρήμα και τεχνογνωσία για να σχεδιάσουν ένα φίλτρο που προσφέρει προστασία αντίστοιχη ή καλύτερη του εργοστασιακού φίλτρου και ταυτόχρονα βελτιώνει την απόδοση του κινητήρα, δεν πρόκειται να το εκτιμήσει κανείς, αφού στο τέλος θα πάει να αγοράσει εκείνο που του είπαν πως “βγάζει τα περισσότερα άλογα”. Οπότε φτιάχνουν φίλτρα που επιτρέπουν να μπουν βατράχια μέσα στον κινητήρα και πάει ο κόσμος και τα αγοράζει.

Εξαίρεση σε αυτόν τον κανόνα είναι οι εταιρείες κατασκευής φίλτρων “ελευθέρα ροής” που ανακοινώνουν με λεπτομέρεια τις τεχνικές προδιαγραφές κάθε φίλτρου που κατασκευάζουν.

Αυτές οι συγκεκριμένες εταιρείες έχουν την τεχνογνωσία να κατασκευάσουν φίλτρα αέρα που προσφέρουν την ίδια ή ακόμα και μεγαλύτερη προστασία στον κινητήρα, ενώ την ίδια στιγμή βελτιώνουν την απόδοσή του. Αυτό το καταφέρνουν διότι τα δικά τους φίλτρα σε σχέση με τα εργοστασιακά φίλτρα έχουν ακριβότερα υλικά κατασκευής και πιο χρονοβόρες και περίπλοκες μεθόδους κατασκευής σε σχέση με ένα συμβατικό φίλτρο αέρα, διότι η σχεδίασή τους είναι πιο περίπλοκη. Συνήθως η αύξηση της ιπποδύναμης που προσφέρουν δεν είναι ίδια με ένα φίλτρο που έχει σχεδιαστεί για εξειδικευμένη αγωνιστική χρήση, αλλά είναι η μοναδική εναλλακτική επιλογή που έχεις αν θέλεις να βελτιώσεις την απόδοση του κινητήρα χωρίς να θυσιάσεις την υγεία του κινητήρα σου (θα ξαναπούμε για άλλη μια φορά, πως κάποιες εταιρείες φίλτρων αέρα “ελευθέρας ροής” φτιάχνουν προϊόντα που προσφέρουν μεγαλύτερη προστασία από τα κοινά εργοστασιακά φίλτρα).

 

Γιατί δεν είναι όλα για γενική χρήση;

Κανονικά δεν θα έπρεπε να επαναλάβουμε αυτή την ερώτηση, διότι όλο το κείμενο έως τώρα προσπαθεί να απαντήσει με κάθε λεπτομέρεια σε αυτήν. Επειδή όμως είναι πάντα καλό να συνοψίζουμε: Για γενική χρήση είναι μόνο τα εργοστασιακά φίλτρα αέρα και όσα φίλτρα “ελευθέρας ροής” αναγράφουν στα τεχνικά χαρακτηριστικά τους πως προσφέρουν αντίστοιχη προστασία στον κινητήρα. Όλα τα υπόλοιπα είτε θα θυσιάζουν ένα μέρος ή ολοκληρωτικά την προστασία του κινητήρα για να επιτύχουν υψηλότερη απόδοση, είτε δεν θα κάνουν απολύτως τίποτα καλύτερο σε σχέση με τα εργοστασιακά φίλτρα αέρα….

 

Γιατί δεν είναι για όλους;

Τα φίλτρα “ελευθέρας ροής” δεν τα πετάς και μπορείς να τα χρησιμοποιείς για μια ζωή, ΟΜΩΣ χρειάζονται ΤΑΚΤΙΚΗ συντήρηση. Αν λοιπόν είσαι από εκείνους που δεν έχεις ανοίξει ποτέ το φιλτροκούτι της μοτοσυκλέτας σου ή είσαι από εκείνους που πιστεύουν πως η αλλαγή του φίλτρου αέρα ή ο καθαρισμός του φίλτρου αέρα “ελευθέρας ροής” πάει με τα χιλιόμετρα που έχεις κάνει και όχι με τις συνθήκες που έχεις οδηγήσει τη μοτοσυκλέτα σου, τότε ΜΗΝ βάλεις φίλτρο “ελευθέρας ροής”. Τα φίλτρα αυτού του τύπου που χρειάζονται πλύσιμο και λάδωμα, απευθύνονται σε ανθρώπους που ακολουθούν με ευλάβεια τις οδηγίες χρήσης τους και φυσικά καταλαβαίνουν πως είναι άλλο πράγμα οδήγησης 100 χιλιομέτρων σε άσφαλτο και άλλο πράγμα οδήγηση 100 χιλιομέτρων στο χώμα, όπως επίσης είναι άλλο πράγμα να οδηγείς όταν έχει η ατμόσφαιρα Αφρικανική Σκόνη ή στο κέντρο της Αθήνας με την ατμοσφαιρική ρύπανση στο κόκκινο κι άλλο πράγμα μια χαλαρή βόλτα στην εξοχή.

 

Συμπέρασμα

Δύο είναι τα σημαντικότερα στοιχεία για την σωστή συντήρηση ενός κινητήρα και πολύ περισσότερο ενός σύγχρονου κινητήρα: Η τακτικές αλλαγές λαδιών και η άψογη κατάσταση του φίλτρου αέρα. Μάλιστα το φίλτρο αέρα και η κατάσταση που βρίσκεται, επηρεάζει άμεσα την διάρκεια ζωής και την απόδοση των λαδιών του κινητήρα, όπως έχουμε ήδη αναφέρει στο αντίστοιχο άρθρο που αφορούσε τα λάδια.

Τα διαστήματα αντικατάστασης του φίλτρου αέρα ή τα διαστήματα συντήρησης των φίλτρων αέρα “ελευθέρας ροής” ΔΕΝ ΠΑΝΕ με τα χιλιόμετρα χρήσης, αλλά εξαρτώνται ΜΟΝΟ από τις συνθήκες χρήσης.