Fenomén tření v automobilovém průmyslu

Tření – dobré nebo špatné?

Žijeme v době, kdy se od každého procesu očekává energetická účinnost. Mohlo by se tedy zdát, že tření je špatné, zbytečné nebo dokonce škodlivé. Je to ale skutečně pravda? Koneckonců, když se kloužeme po ledu, tření je velmi malé, a přesto posypeme chodníky pískem, abychom neupadli. Podobně i v technologii se obvykle snažíme tření snížit, ale někdy je to pro správné fungování daného zařízení nezbytné. Zkusme si popsat, jak tření využíváme a jak ho řídíme v automobilové technice.

Tření v automobilovém průmyslu

Když nastartujeme motor, uvedeme do pohybu mnoho mechanických součástí určených k rozjezdu auta. Ze zkušenosti víme, že v zimních podmínkách je nadměrné přidávání plynu zbytečné. Kola se ve sněhu protáčejí a my nemůžeme vyjet z parkovacího místa. V tomto případě je tření mezi pneumatikou a vozovkou příliš nízké. Nemáme žádnou přilnavost. Během jízdy se kola vozidla odvalují, ložiska se otáčejí, klikový hřídel a pístní systém v motoru neustále pracují a ozubená kola v převodovce se otáčejí. Abychom dosáhli cíle, musíme neustále dodávat energii ze spálovaného paliva. V této situaci nám tření v hnacím ústrojí překáží. Navíc má také vliv na opotřebení součástí. Tomu se bráníme používáním vhodných maziv.

Snížení síly potřebné pro pohon lze dosáhnout dvěma způsoby. Prvním je vytvoření produktu s velmi vysokou tekutostí. Z běžného života víme, že je snazší nalévat vodu než olej. Při zatřesení lahví s vodou se v ní pohybuje mnohem rychleji. To je dáno tím, že voda má vyšší tekutost. V technice máme termín „viskozita“. Jednoduše řečeno, tento termín znamená tekutost. Čím nižší je viskozita, tím větší je tekutost a tím nižší je odpor. Z tohoto důvodu se společnosti vyrábějící maziva ve spolupráci s výrobci automobilů snaží vyrábět oleje s co nejnižší viskozitou. Kdysi byly  standardem produkty s viskozitou SAE 15W-40, ale dnes mnoho výrobců doporučuje SAE 0W-20. Čím nižší je číslo vpravo od „W“, tím nižší je viskozita při provozní teplotě motoru. Nezapomeňte však, že velmi tekuté oleje nejsou vhodné pro starší konstrukce.

Očekávání týkající se energetické účinnosti neustále rostou. Dosažení tohoto cíle proto vyžaduje také jiné metody než jen snižování viskozity. Jiným přístupem je použití speciálních chemikálií, přísad, které snižují tření. Mezi tyto přísady patří „FM“ (angl. “Friction Modifiers”, tedy modifikátory tření), „AW“ (angl. “Anti Wear”, tedy proti opotřebení) a „EP“ (angl. “Extreme Pressure”, tedy vysokotlaké), která chrání třecí povrchy při vysokých kontaktních tlacích. Při tvorbě receptury oleje výrobce volí složení pro zamýšlené použití. Například pro lehké zatížení postačují přísady typu „FM“, zatímco pro silně zatížené převody jsou nezbytné přísady typu „EP“. Tak lze vyrábět oleje se stejnou viskozitou, ale s různou úrovní snížení tření a opotřebení.

V automobilové technice však existují takové situace, kdy je nadměrné snížení tření nežádoucí. Příkladem jsou některé automatické převodovky nebo samosvorné diferenciály. V těchto systémech je rychlý záběr třecích lamel nezbytný. Příliš malé tření může vést k nadměrnému prokluzování, což má za následek nesprávné fungování nebo poruchu.

Vidíme tedy, že vztah mezi třením, požadovaným účinkem a mazivem je přesně definován. I když je snížení tření ve většině případů žádoucí, existují aplikace, kde musíme zajistit požadovanou třecí sílu. Z hlediska oleje si musíme být vědomi toho, že třecí vlastnosti, které musí zachovávat, jsou pouze jedním z jeho parametrů. Ale složení maziva ovlivňuje mnoho dalších faktorů. To je však téma na jiný článek.