Kľukový hriadeľ je kľúčovým a ústredným komponentom spaľovacieho motora. Od neho závisí v podstate všetko. Na jednej strane určuje pohyb piestov, na opačnom konci sa tento pohyb premieňa na pohon kolies. Hoci sa poruchy či defekty kľukového hriadeľa nevyskytujú často, akonáhle sa tak stane, oprava resp. výmena býva poriadne drahá.
Konštrukcia a funkcia kľukového hriadeľa
Pravdepodobne len veľmi málo motoristov niekedy videlo kľukový hriadeľ v celej jeho kráse. Je to aj dobre, nakoľko opak znamená veľké výdavky. Na druhej strane to môže byť aj na škodu, keďže kľukový hriadeľ je nielen najdlhším komponentom motora, ale svojím tvarom môže skutočne zapôsobiť.
Kľukový hriadeľ mení priamočiary vratný pohyb piestov cez ojnice na otáčavý s krútiacim momentom na konci hriadeľa. Väčšia časť momentu sa prenáša cez zotrvačník na spojku, menšia časť poháňa ventilové rozvody, olejové čerpadlo, časti palivovej a chladiacej sústavy a ďalšie systémy. Hriadeľ je veľmi komplexne zaťažený premenlivými silami, napríklad, tlakom plynov a zotrvačnými silami, ako aj krútiacimi a ohybovými momentami. Z nich vyplýva aj torzné a ohybové kmitanie.
Kľukový hriadeľ sa skladá z hlavných a kľukových čapov spojených kľukovými ramenami. Za pomoci hlavných čapov je hriadeľ uložený v ložiskách kľukovej skrine a na kľukových čapoch sú zas uložené ojnice. Ramená kľúk sú predĺžené pod os hlavných čapov a tvoria tzv. vyvažovacie protizávažia. Ich úlohou je vyvažovať kľukový hriadeľ a odľahčovať hlavné ložiská od pôsobenia zotrvačných síl.
Hriadeľ musí odolať výraznému zaťaženiu. Napríklad, každý jeden piest moderného dieselu pri každom pracovnom takte zaťažuje kľukový hriadeľ silou až 10 000 kg. To znamená, že na kratučký okamih musí hriadeľ vydržať záťaž desiatich ton a túto silu následne preniesť na ostatné komponenty motora.
Dodatočne je kľukový hriadeľ zaťažovaný kmitaním. V motoroch s menej než tromi valcami je kritické ohybové kmitanie, pri vyššom počte valcov je to zas torzné kmitanie sústavy kľukový hriadeľ-ojnice-piesty. Z tohto dôvodu sa hriadele vyrábajú z mimoriadne kvalitnej ocele, iba v ťažkých atmosférických benzínoch zväčša postačí lacnejšia liatina.
Poškodenie hriadeľa: Príčiny a symptómy
V moderných vozidlách je poškodenie kľukového hriadeľa veľmi zriedkavé. Ak sa však predsa vyskytne, do úvahy prichádzajú dve príčiny: nedostatok oleja alebo výrazné pretáčanie motora. Druhá príčina je naozaj zriedkavá, nakoľko elektronika skrátka vypne prívod paliva, ak má vodič príliš ťažkú nohu a otáčky sa blížia k červenej oblasti otáčkomera. Vylúčené to však nie je. Najmä vtedy, keď vodič pri svižnej jazde namiesto štvrtého stupňa zaradí druhý. Pri dostatočne vysokej rýchlosti to obvykle vedie k poškodeniu ojnice alebo kľukového hriadeľa. Prípadne oboch naraz.
Oveľa častejšou príčinou je však nedostatok oleja, ktorý najprv zničí ojničné ložiská a neskôr sa rozsypú aj masívnejšie hlavné ložiská, v ktorých sa otáča kľukový hriadeľ. Nanešťastie tento typ poškodenia nevzniká okamžite a nejaký čas trvá, kým sú škody nevratné. Napríklad, trvá štvrťhodinu, kým sa zvyškový olej v úzkych štrbinách vodiacich ložísk spotrebuje a nastúpi škodlivé trenie nasucho. Keďže je väčšina moderných motorov vybavená turbodúchadlom, ktoré bez oleja neprežije ani desať sekúnd, kľukový hriadeľ sa ani nestačí poškodiť. Turbo totiž dodýcha oveľa skôr.
Pokiaľ naozaj dôjde k poškodeniu kľukového hriadeľa, dá o sebe vedieť typickým zvukom. Jasný klapot v rytme otáčok motora naznačuje chybné ojničné ložisko. Citeľný hlučný chripot z motorového priestoru hovorí o poškodenom kľukovom hriadeli.
Náklady na opravu
Oprava kľukového hriadeľa je „snom“ každého mechanika. Hriadeľ musí vymontovať, zbrúsiť poškodené ložiská. Následne preverí tvrdosť čapov, ktoré musí pravdepodobne podrobiť tepelnému ošetreniu, nakoľko príliš mäkké ložiská sa rýchlo opotrebúvajú. Po tomto ošetrení sa preveruje chod ložísk a hriadeľa, nakoľko väčšina hriadeľov sa smie vychyľovať maximálne o stotinu milimetra. Pri tepelnom ošetrovaní sa totiž hriadeľ môže zdeformovať.
Úprava deformácií hriadeľa je náročná záležitosť a vyžaduje prácu odborníka, nakoľko špeciálne stroje na to neexistujú. Následne sa proces opakuje a všetko sa zmontuje. Hotovo. Alebo nie? Skrátka a dobre: neoplatí sa to. Azda len v prípade vzácnych alebo zriedkavých motorov. Pre bežné štvorvalce vyjde kúpa použitého motora lacnejšie.
Navyše nemusí ísť o motor od značkového predajcu. Napríklad, pre VW Golf 1.4 16V dostanete blok motora s novými piestami a repasovaným kľukovým hriadeľom za 1 500 eur. Pripravené pre okamžitú montáž aj s dvojročnou zárukou, avšak pod podmienkou, že výmenu motora urobí servis.
