Mechanická účinnost spalovacích motorů je závislá převážně na tom, do jaké míry se daří redukovat ztráty vznikající třením při pohybu mechanických součástí. Ztráty třením vznikají v ložiskách uložení kliky, ojnic a pístů, ale hlavně třením pístu a pístními kroužky po stěnách válce. Součinitel tření je závislý na zatěžujících silách, vzniklých převážně spalováním. Na první pístní kroužek působí stejný tlak, jako je ve spalovacím prostoru. Na druhý pístní kroužek je tento tlak už třetinový a pod případným třetím kroužkem je už minimální. Čím vyšší je kompresní tlak, tím vyšší jsou zatěžující síly a tím tedy i vyšší součinitel tření. Tedy pokud budeme zvyšovat tepelnou účinnost vyšším kompresním tlakem, tak bude klesat mechanická účinnost vlivem tření. Toto lze kompenzovat konstrukčním řešením ojnic, pístů, použitím ložisek pro vysoká zatížení se zároveň nízkým koeficientem tření a zejména důkladnou povrchovou úpravou s co možná nejnižším koeficientem tření.
U hotového produktu, tedy třeba automobilu, které provozujete, nemáte možnost nic změnit na technických charakteristikách pohonné soustavy. O minimalizaci tření se zde stará motorový resp. převodový olej. Jeho pravidelná výměna včetně filtrů, je základním požadavkem úsporného provozu. Oleje jsou aditivovány tak, aby plnily různorodé požadavky na jeho funkci, samotné třecí povrchy ale ovlivnit nemohou. Ty časem podléhají nevyhnutelnému opotřebení, které sekundárně zvyšuje třecí odpor kluzných ploch. Jedná se o různé mikro oděrky způsobené přítomností nečistit dosud zachycených olejovým filtrem. Pokročilejší abraze třecích ploch zmenšuje také těsnost dosedacích ploch pístních kroužků, snižuje kompresi, nebo způsobuje její nevyrovnanost v jednotlivých válcích. Výkon jde dolů a tak se zvyšuje i spotřeba paliva.
Opravy motoru, resp. převodovky, kde již došlo k pokročilejší abrazi třecích ploch jsou nákladné. U náročných průmyslových strojů se proto klade na odolnost a kvalitu třecích ploch mimořádný důraz. Předcházet problémům je vždy levnější než jejich dodatečná oprava.
Pro běžné užití existuje na trhu řada dodatečných aditiv, jejichž cílem je tření v motorech snížit. Většinou fungují na principu v oleji rozptýlených kluzných mikro či nano částic, které vstupují mezi třecí plochy, na nichž částečně i ulpívají. S výměnou oleje tak jejich účinek zpravidla mizí, je třeba je do oleje znovu doplnit. Výhodnější by bylo rekonstruovat samotné třecí plochy, eliminovat následky jejich abraze, tedy zacelit mikronerovnosti, které tření zvyšují.
Co jsou to geo modifikátory tření?
Na tomto principu fungují geo modifikátory tření známé dosud jen z nákladných průmyslových aplikací. Geomodifikátory tření není korektní nazývat aditivy, protože olej je pro ně jen transportním médiem, nevlivňují jeho vlastnosti. Jedná se o plnohodnotný tribotechnický přípravek. Jakmile se dostanou jejich nanočástice do styku s kovovou plochou vystavenou vysokému tlaku a teplotě, mají schopnost na molekulární úrovni vázat mikročástice kovu vzniklé abrazí třecích povrchů a zpětně je "vracet" do mikronerovností. Tím povrch postupně rekonstruují na výrobní geometrické hodnoty. Zanikají tak i nadbytečné vůle a netěsnosti.
Jediným i pro maloobchod dostupným geo-modifikátorem tření vyráběným v České republice pro celou EU jsou produkty Atomium Active s patentově chráněným složením - základní komponentou jsou laboratorně upravené mikromleté serpentinity.
Geo modifikátory tření, které obsahují serpentinit, mají přímý vliv na tribochemické procesy, jež probíhají na metalických površích při tření. Serpentinit má významnou roli v chemickém procesu úpravy kovových povrchů, Ten je tvořen především hořečnatými hydrosilikáty Mg6[Si4O10](OH)8 s typickým podílem Lizarditu Mg3[Si2O5](OH)4 .
Když je tento minerál v aditivu přidán do oleje a začne interagovat s kovovými povrchy motoru nebo převodovky, dochází k chemickým reakcím, které vedou k aktivaci povrchu. Mikromletím aktivované serpentinitové částice reagují s kovovými atomy (zejména s železem nebo hliníkem na povrchu), což vytváří nové tribochemické sloučeniny (nanokrystalický tribofilm se skládá převážně z Fe3O4, FeSi, SiO2, AlFe a Fe3C). Tyto reakce probíhají pouze za přítomnosti tepla a tlaku, což je typické pro třecí procesy. Diferenciální difúze těchto částic na povrchu umožňuje vytvoření kompozitního tribofilmu na bázi martenzitické transformace, která vykazuje nejen vynikající mechanické vlastnosti s mimořádně nízkým dynamickým koeficientem tření (v závislosti na tlaku až pod 0,02μ) , ale i vysokou stabilitu vůči vysokým teplotám a tlaku, odolnost proti mikro-opotřebení při dlouhodobém namáhání.
Co to znamená pro váš motor?
Když použijete aditivum s geo modifikátory tření, vaše auto se začne chovat jako „vylepšený“ stroj. Třecí plochy, které by normálně vykazovaly určitou drsnost a odpor, se díky těmto aditivům stávají hladšími a odolnějšími proti opotřebení. To vede k několika výhodám:
-
Menší opotřebení: Třecí plochy se neničí, což znamená, že motor vydrží déle.
-
Nižší spotřeba paliva: Hladší pohyb znamená, že motor nevyužívá tolik energie na překonávání tření – a to se projeví i v úspoře paliva.
-
Lepší výkon motoru: Když se třecí odpor sníží, motor běží plynuleji a efektivněji. Výsledek? Vyšší mechanická účinnost a tedy vyšší výkon.
Jednou z klíčových vlastností těchto geo modifikátorů tření je jejich dlouhodobost. Když dojde k reakci s kovovým povrchem, vzniklá vrstva je součástí povrchu po dlouhou dobu. Ačkoli se její tloušťka může časem zmenšit v závislosti na intenzitě opotřebení, stále poskytuje povrchovou ochranu proti tření i v dlouhodobém horizontu.
Další klíčovou výhodou je významně lepší ulpívání oleje na třecích plochách. To má obzvláště pozitivní vliv na studené starty, kdy motor ještě nemá ideální teplotu a olej není dostatečně prohřátý, aby měl optimální viskozitu.
Kdy byste měli přemýšlet o použití tohoto tribotechnického přípravku?
Pokud už máte najeto hodně kilometrů a motor vykazuje známky opotřebení, nebo chcete svému autu dopřát něco extra, aditivum Atomium Active s geo modifikátory tření mohou být skvělou volbou. Také pokud chcete jednoduše prodloužit životnost motoru a udržet ho v dobré kondici na dlouhou dobu, určitě zvažte jeho použití. A co je na tom nejlepší? Použití těchto přípravků přitom není složité – prostě je přidáte k oleji při jeho výměně.