Docieranie silnika - pytanie do Inżyniera

[Gość: MANHATTAN]

Na wstępie bardzo dziękuję za wyczerpujące odpowiedzi na moje poprzednie
pytania. To miłe, że chce Ci się udzielać wyczerpujących odpowiedzi. Pozwól,
że pomęczę Cię jeszcze trochę.
Zwykle instrukcje obsługi zalecają docierać silnik nowego motocykla na niskich
obrotach. Ja sądzę, że jest to spowodowane tym, że o kształcie tego typu
dokumentów decydują prawnicy oraz spece od marketingu. Jak by to wyglądało,
gdyby w instrukcji było napisane: "...na początku należy dawać na full gaz
krótkimi uderzeniami i hamowanie silnikiem; nie dopuścić do przegrzania".
Natychmiast polałaby się na ulicach krew :) Z mojego doświadczenia wynika, że
nową jednostkę należy docierać jednak na wysokich obrotach. Teoria mówi, że
tłok nagrzewając się rozszerza się nie tylko wszerz ale i wzdłuż więc
docieranie cylindra siłą rzeczy musi odbywać się na wysokich obrotach. Ogólnie
silnik jak i resztę podzespołów (wg. mnie) powinno docierać się w warunkach
zbliżonych do tych, odpowiadających późniejszej, normalnej eksploatacji. Czy
mógłbyś napisać coś na ten temat?
Dziękuję i pozdrawiam.
MANHATTAN

[Gość: Inżynier D.]

Nie miałem pojęcia że Forum "motocykle" jest taki ogromny.
Cały czas siedziałem u "Wapsa" i tylko ten jeden jego wątek sprawdzałem (dałem
go do moich faivorites. Waps skierował mnie do niego z forum Nauka (o
elektrowniach wiatrowych) i tak się u niego zasiedziałem. Jest piątek, popijam
w domu piwko i ... zobaczyłem że jest życie poza tamtym wątkiem.

Z reguły piszę z pracy. A że mam w pracy czas to i daję wyczerpujące odpowiedzi.

A teraz odpowiedź na twoje pytanie: Jezus, Maria, Józef!!! Zdejmij noge z gazu
kiedy docierasz! I to natychmiast. Aleś mnie Waszmość przestraszył. Docierać na
pełnym gazie.... Na gazie można docierać, owszem, ale tylko nalepkę na piwie, i
to polskim bo amerykańskie nie ma oktanów.

Na tym właśnie polega docieranie, że robi się to delikatnie. Gdybyś mógł od
razu jeździć pełnym gazem, to nie byłoby docierania, tylko normalna jazda, i
nie byłoby wymogu w instrukcji że należy docierać. Czasami docierać nie trzeba
bo dociera się w fabryce, a czasami docierać nie trzeba bo tak się projektuje
że nic nie jest w stanie motoru zajeździć - ale design którego nie trzeba od
samego początku docierać (nawet w fabryce) jest z reguły o dupę rozbić. Dobre w
kosiarce gdzie ci nie zależy czy ma 6 koni czy 5.

Więc dlaczego się dociera? Jakby to wytłumaczyć...

1) Aby uzyskać jak najlepsze parametry, chciałbyś mieć jak najmniejsze luzy
między np. tłokiem i cylindrem. I powiedzmy WIESZ, że 0.02mm luzu lub mniej
daje największą moc. Jednak kiedy masz 0.01mm luzu, możesz zatrzeć silnik bo
tłok rozszeża się szybciej niż cylinder. Niestety tolerancja w produkcji wynosi
+/- 0.01mm. Aby było bezpiecznie, powinieneś więc zaprojektować tłok z luzem
nominalnym 0.03mm, aby w razie gdy zrobią trochę za mały (wciąż w granicach
tolerancji) to będzie te 0.02mm i nie będzie niebezpieczeństwa zatarcia.
Niestety gdy zrobią trochę za duży (też w granicach tolerancji) to wyjdzie
0.03mm +0.01 = 0.04mm luzu i moc silnika już nie będzie tak dobra jak mogła być.
Więc jeśli wiesz, że w wyniku obróbki powierzchnia zawsze jest "szorska", ma
rowki i bruzdy po narzędziach, dlatego na samym początku szybko się zużywa,
zaprojektujesz tłok na 0.02mm luzu +/-0.01. No i kiedy część tłoków wyjdzie że
ma 0.01mm luzu, ale ty każesz by na początku obchodzić się z maszyną
delikatnie, to w krótkim czasie luz powiększy się do około 0.02mm i już można
będzie dawać gaz do dechy. Jak cała powierzchnia jest już płaska, dotarta, to
ona już nie będzie się szybko zużywała. Innymi słowy, aby uzyskać jak najlepsze
parametry, zakładasz że część elementów gdy nowe, będzie niebezpiecznie blisko
zatarcia ale przy delikatnej eksploatacji szybko "dotrą się".

2) Chropowatość powierzchni, a w związku z tym współczynnik tarcia jest inny
dla nowych "szorstkich" części. To podnosi temperaturę, a nawet może prowadzić
do tzw. microwelding, czyli części tam gdzie mają wysokie nie ścięte jeszcze
mikrowierzchołki po obróbce, tracą warstwę filmu olejowego i dochodzi do tzw.
microwelding. Czyli części na skutek tarcia zespawują się ze sobą w
niewielkich, mikroskopijnych obszarach, a mikrosekundy później zrywają
te "spawy". Prowadzi to do powstawania szorstkich powierzchni. Chcesz tego
uniknąć, więc nie chcesz obciążać tych części za bardzo, dopóki te wierzchołki
ładnie się nie dotrą i części nie zaczynają przylegać do siebie ładnymi, dużymi
powierzchniami. A ściślej - nie zaczną przylegać. Nie zaczną, ba cieniutka
warstwa filmu olejowego między nimi nie pozwoli na ich kontakt.
Zdziwił byś się, ale gdy obciążysz za mocno nawet łożysko kulkowe, to kulki
przerywają film olejowy i przyspawują się do bieżni łożyska. Oczywiście
natychmiast ten spaw rwą i przyspawują się w innym miejscu i tak na okrągło. Po
pewnym czasie takie łożysko wygląda jak shit. To nie ma nic wspólnego z
docieraniem - ale ilustruje co się może dziać gdy przzeciążysz elementy, gdy
przerwiesz film olejowy.

Można by od razu robić silnik z elementów co mają odpowiednie rozmiary,
odpowiednią chropowatość, ale to wszystko kosztuje. Szlifownaie jest 5 razy
droższe od toczenia, a honowanie 3 razy droższe od szlifowania. Itd, itd.

Stosuje się coraz lepsze technologie, coraz lepsze coating/pokrycia które
pozwalają ograniczyć czas docierania, ale nigdy nie wyjdziesz źle na tym, że
potraktujesz swoją maszynę na początku delikatnie i zmienisz szybciutko olej na
początku. Te wszystki "wierzchołki" z nowych części pływają teraz w oleju i
pięknie niszczą inne części. Filtr wszystkiego nie wychwyci.

PS. Nie obraź sie gdy nie będę odpowiadał na posty. Widzę ze jest tego tyle, a
ja nie ma czasu siedzieć na każdym forum i sprawdzać.