Oljesystem motor

En motor består av rörliga delar. För att dessa skall kunna snurra runt så är de monterade i lager som smörjs med motorolja för att minska friktion.

1. Oljans väg i en motor
2. Olja
3. Oljetråg
4. Oljepump
5. Oljefilter
6. Motorlager
7. Kolvkylningsmunstycken
8. Topplock
9. Oljetermostat
10. Oljecatchtank
11. Oljekylare
12. Torrsumpsystem

Oljans väg i en motor

Vilken väg oljan pumpas runt i en motor kan variera beroende på tillverkare. Här tittar vi på ett vanligt fall.

1. Oljetråg
2. Oljepump
3. Oljefilter
4. Oljekylare
5. Ramlager
6. Vevaxel
7. Vevlager
8. Kolvkylningsmunstycken
9. Ventiltryckare
10. Kamaxelbanor

Förutom ovan detaljer så har tillverkare olika ventiler, kedjespännare och ställdon som också behöver olja. Dessa kan vara placerade vart som helst i ordningen beroende på uppgift. Viktigare uppgift = närmare oljepumpen.

Olja

Motorolja har i huvudsak tre uppgifter.

1. Smörja
   Motoroljans uppgift är att bilda en oljefilm i motorlager och olika rörliga delar för att ett så litet slitage som möjligt skall uppstå. 
2. Kyla
   Utan flöde på motorolja så hade temperaturer stigit långt utanför arbetsområdet.
3. Rengöra
   Trots noggrannhet vid montering av motor så kommer ständigt partiklar in som ej skall vara i en motor, oavsett om de är från motor eller på grund av externa faktorer. Förbränningen är en sådan sak som förorenar oljan. Både sot och bränsle kan passera ner i oljan och måste rengöras. Oljan transporterar detta till oljefiltret. Detta visar på hur viktigt oljebyte är!

Vet du ej exakt vilken olja du skall ha så använd original. Har du gjort extrema modifieringar på motor och skall använda bilen till motorsport/racing så kan denna behövas bytas ut till lämpligare sort.

Två stora faktorer som påverkar motoroljans funktion är viskositet och temperatur

Viskositet
Oljans tjocklek anges i viskositet och mäts genom flödesmotstånd / hur trögt en olja flyter. Man pratar om två tal här. Ett exempel är 5w och 30 (5W30). Den första anger hur oljan flyter när den är kall / vid uppstart. Det andra talet berättar hur oljan flyter inom driftstemperatur.

Låg viskositet = Lägre tal = Oljan flyter lättare = "Oljan är tunnare" = Skyddar motordelar bättre vid låg temperatur = Vanligare vid kallt klimat.
Hög viskositet = Högre tal = Oljan flyter trögare = "Oljan är tjockare" = Skyddar motordelar bättre vid hög temperatur = Bibehåller filmstyrka vid hög temperatur = Vanligare vid racing.

Temperatur
Oljan har ett temperaturområde som den fungerar bäst inom. När oljan är utanför detta område så smörjer den inte lika bra och flera gånger mer slitage sker. Därför är det viktigt att ha rätt motorolja till rätt driftsförhållanden. Därför är det viktigt med varmkörning innan motorn belastas mer.

Vid racing så är det ännu viktigare med varmkörning då marginaler ofta är små innan problem börjar att uppstå.

Oljetråg

I oljetråget smalas oljan som oljepumen suger från. Detta gäller oljetråg för både våtsump och torrsump.

De två olika oljesystem som finns är våtsump och torrsump

Våtsump är precis som det låter. Oljan samlas i botten av motorn och kallas därför våtsump.

Torrsump samlar också oljan i botten av motorn men skickas sedan vidare denna olja till en specifik oljebehållare som kallas torrsumpstank. Härifrån trycks sedan oljan ut i systemet igen.

Skvalpskydd / Stänkskydd / Bafflat oljetråg.
När våtsump används så skvalpar olja runt i botten av motorn och kan fångas upp av vevaxeln vilket sänker motoreffekten, effektiviteten av vevhusventilationens reningssystem och försämrar oljans egenskaper. Därför så används ofta något form av skvalpskydd som förhindrar att motorolja fångas upp av vevaxeln.

Oljeplugg
Oljetråget så sitter en oljeplugg för att kunna byta olja. Oljepluggen monteras som lägsta punkt så när denna skruvas ut så rinner oljan ut med hjälp av tyngdkraften.

Oljepluggen kan ha uttag för oljetemperatur. Detta är ett enkelt sätt att mäta temperaturen på oljan i oljetråget.

Torrsump
Ett oljetråg för torrsumsystem har flera olika uttag och oljepumpen monteras ofta direkt mot dessa. Man delar upp dessa i steg

Sugsteg.
Här sugs olja från tråget och leder detta till torrsumptanken. Detta för att alltid ha en full oljetank vilket innebär att man alltid har fullt oljetryck.

Trycksteg
Från botten av oljetanken (torrsumpstanken) så trycker oljepumpen ut olja till motorn genom hålet där original oljepump en gång satt.

Vevhusventilation
I ett torrsumpsystem så fungerar även sugsteget som vevhusventilation. Det är en till stor fördel att använda ett torrsumpsystem då övertryck i vevhuset blir obefintligt.

Oljeretur turbo
Oavsett om turbo sitter monterat original eller är eftermonterat så leds överflödig olja från turbo åter till oljetråget, detta gäller både våtsump och torrsump även om torrsumpsystem har alternativ lösningar för turboapplikationer.

Olika material på oljetråg
Oljetråg för våtsump är till största delen tillverkade i plåt eller gjuten aluminium

Oljetråg för våtsump är nästan uteslutande frästa ut ett stycke aluminium.

Oljepump

Oljepumpens jobb är att pressa ut motorolja till alla lager som de rörliga delarna ligger och snurrar i. Regel nummer 1 i ett oljesystem. Ha koll på original oljetryck samt om du behöver vidta åtgärder om detta blir lägre eller högre vid ett visst varvtal.

Tryck
Oljepumpen pumpar runt olja i motorn och skapar en oljefilm som skyddar motorkomponenter mot att få kontakt med varandra. Vid högre motorbelastning så ställs högre krav på trycket som oljepumpen kan bibehålla. Oftast så snurrar oljepumpen snabbare ihop med högre motorvarvtal vilket också ökar trycket.

Det är viktigt att veta vilket oljetryck din motor skall ha då det finns några exempel där oljetrycket sjunket och då är det viktigt att veta att ett nog högt tryck kan upprätthållas för att rörliga motorkomponenter inte skall få kontakt med varandra och gå sönder.

• Motorolja
  När motorolja blir väldigt varm och får arbeta utanför sin kapacitet så blir den tunn och mer lättflyktig. Oljan evakueras snabbare från motorlager. Av denna anledningen så sjunker även oljetrycket.
• Motorlager
  För att skapa mer säkerhetsmarginal vid trimmad motor med höga förbränningstryck så kan större lagerspel väljas på motorlager. Nu kan en tjockare oljefilm skapas för bättre säkerhetsmarginal. Detta ställer stora krav på din oljepump, val av olja samt oljetemperatur.

Flöde
När en motor arbetar mer på höga varvtal eller hög belastning så skapas värme. Ett högre flöde hjälper till att byta ut oljan i lagerbanor fortare vilket resulterar i bättre kylning.

Byte till motorlager med större lagerspel kan kräva en oljepump med högre flöde. En motor med fler cylindrar och rörliga komponenter har en oljepump med högre flöde än en liten motor då det finns fler lagerbanor som släpper ut olja och där me dockså oljetryck.

Högflödes oljepump
Vi trimmade motorer så kan en högflödes oljepump användas av samma anledningar som tagits upp ovan:

• Oljetryck
  Högre flöde skall innebära ett upprätthållt oljetryck vid högre varvtal jämfört med original oljepump.
• Kylning
  Bättre kylning vid högre belastning på en trimmad motor med mer flöde.
• Lagerspel
  Större lagerspel kräver mer flöde för att upprätthålla oljetrycket. Öven olja med hög viskositet kan fungera bra ihop med större lagerspel.
• Varvtal
  Högre varvtal ställer högre krav på oljefilmen och en högflödes oljepump hjälper till att skapa bra förutsättningar för detta.

Kylning
Temperatur som mäts i t.ex oljetråg är mycket lägre än den faktiska oljetemperaturen i en lagerbana. Tänk på detta och ha säkerhetsmarginal upp till oljans max temperatur. Låg temperatur mätt i oljetråget kan vara för hög temperatur i lagerbanor.

Förstärkt oljepump
En förstärkt oljepump skall inte blandas ihop med en högflödes oljepump. En förstärkt oljepump är ofta en mekanisk uppgraderad pump som åtgärdar eventuella problem som original pump har eller får vid trimmad motor.

Stor motor
Stora motorer med många cylindrar / rörliga delar ställer högre krav på oljesystemet då det finns fler lagerbanor och områden där olja evakuers tillbaka till oljetråget. Motorer med fler rörliga delar har oljepumpar med högre flöde än mindre motorer.

Problem
Dessa kan vara många men avhjälps genom punkterna ovan och nedan

• Dålig tätning mellan oljepump och motorblock
  Oring/packning mellan pump och motor är inte tät och pumpen kan inte arbeta fullt ut.
• Smutsig olja
  Smuts skadar oljepumpen som har små spel. Detta leder till sämre flöde och många följdproblem

Oljefilter

Motorolja som cirkulerar i en motor samlar på sig smuts på ett eller annat sätt. För att detta inte skall nå motorlager, ventiler, oljepump och andra kritiska delar som kan orsaka motorhaveri så används ett oljefilter.

Olika typer
Oljefilter finns som plåtfilter (spin-on) och insatsfilter (cartridge/patron). Plåtfilter sitter externt på motorn och har ofta en inbyggd övertrycksventil. Ett insatsfilter stoppas ner i ett filterhus som är monterat på motorkroppen.

Filtrering
Det finns olika nivåer av filtrering beroende på applikation. Allt från 40 micron ner till 10 micron. Större siffra anger storlek på hålen och innebär att filtret släpper igenom större partiklar. Mindre siffra = bättre filtrering. Observera att bättre filtrering också kan innebära högre mottryck om inte filterarean är större.

Material
Pappersmaterial har tidigare varit det vanligast men detta har gått över nästan uteslutande på syntetmaterial och på eftermarknaden även rostfrita stålfilter so mär mer exklusiva och då också kostar mer. Original används även på trimmade motorer då det klarar av nog med flöde och temperatur. Men var noga med att veta var gränsen går för att inte få problem. Denna typ av problem kan kosta ett motorhaveri.

Övertrycksventil
I de flesta spin-on plåtfilter och oljefitlerhus så finns en övertrycksventil om oljefiltret skulle bli fullt. Det tillåter att oljeflödet fortsätter men filtreringen uteblir då helt istället vilket i sin tur kan orsaka motorskador. Se därför till att vet max tryck och anpassa oljefilter till applikation. Har du till exempel bytt till en högflödes oljepump så måste även oljefiltrets kapacitet kontrolleras och anpassas till detta.

Motorlager

Ramlager
Ramlager är den första hållplatsen efter oljefilter och oljekylare. Detta för att säkerställa ordentligt oljetryck. Större motor ställer högre krav på oljetryck och flöde pga fler lagerbanor.

Vevlager
I vevaxel innan vevlager, omvandlas oljetryck till rotationsenergi då en vevaxel är konstruerad att "slunga" ut olja till vevlager för att säkerställa att olja nåt ut ordentligt.

Trots detta är vevlager är en kritisk del, framförallt i en stor motor med många hållplatser innan oljan når fram. Några av dessa är:

• Temperatur
  Innan motoroljan når vevlager så hinner den ytterligare värmas upp av ramlager. Detta kan snabbt påverka styrkan på oljefilm negativt.
• Oljetryck
  Eftersom olja blir mer lättflyktig vid högre temperatur och ramlager värmer upp oljan snabbt så kan oljetrycket sjunka lokalt i området runt ram-vevlager. Därför är vevaxels rotationsenergi viktig här.
  
• Smörjning
  Då både temperatur och oljetryck hunnit försämras innan oljan nått vevlager så ser vi hur viktigt det är att ha ordning på lagerspel, tryck, temperator och alla de saker vi går igenom för att ej få ett vevlagerras som är så vanligt.

Axiallager
Axiallager har oftast bara oljedimma som smörjning. Därför ställs höga krav på stark oljefilm då axiallager kan slitas hårt med en kraftig koppling. När kopplingen trycks in så förflyttas vevaxeln axiellt och läggs an mot axiallager. När motorn dessutom är kall och motorolja inte kommit upp i driftstemperatur så sker absolut störst slitage.

Kamaxellager
Kamaxellager är bara monterat på vissa motorer. Ofta så ligger kamaxlar utan lager med banor frästa för att likna lager där oljan kan bilda en film mellan kamaxel och motor för att undvika slitage.

Kolvringar
Kolvringar har smörjning genom oljefilm från cylinderväggar. Cylinderväggar är honade för att bibehålla oljefilm som minimerar slitage i cylinderlopp.

Åter igen så är fet bränsleblandning = lågt lambda på trimmade motorer en orsak som tvättar bort denna oljefilm och ökar slitage. Men bränslet behövs som säkerhetsmarginal till kylning i förbränningsrummet istället.

Kolvkylningsmunstycken

Ett kolvkylningsmunstycke sitter monterat inne i motorblocket och är anslutet direkt till oljans huvudkanal. Munstycket har som uppgift att kyla kolven genom att spruta olja på undersidan.

På grund av den extra kylningen så behöver inte kolven hålla lika mycket värme och kan då tillverkas med mindre gods som gör den lättare. Oftast så används bara kolvkylningsmunstycken för extra säkerhet. Kolvar tillverkas i gods med goda marginaler för att uppnå hög tillförlitlighet.

Vissa motorer som inte har dessa munstycken monterade original kan få dem eftermonterat genom att borra hål och gänga i motorblocket under kolvarna. Detta är ett avancerat ingrepp som lämnas till motorfirma. Men tanken är att hål borras i motorblockets oljekanal och munstycken monteras och riktas för att spruta olja under kolven. Vid eftermonterade oljekylningsmunstycken så kan motorns oljetryck sjunka då fler hållplatser med mer läckage uppstår.

På en dieselmotor med konstant höga förbränningstryck så är dessa munstycken 

Topplock

Efter att olja har passerat motorns bottendel, vilken är mest kritisk när det kommer till oljesmörjning och tryck, så transporteras olja till topplockets rörliga delar. Dessa har inte lika hög belastning och kan därför prioriteras efter motorns botttendel.

Vid trimmade motorer/ racing och höga ventiltryck, men även variabla kamaxlar så behövs korrekt oljetryck och smörjning för att hålla ventiltryckare, tätningar och kamaxlar i bra funktion.

Överflödig olja rinner oftast tillbaka till oljetråget med hjälp av tyngdlagen. Därför kan vissa topplock behöva extra dränering då mycket olja kan "fastna" uppe i topplocket.

Oljetryck

Ett ordentligt oljetryck till topplocket är viktigt då trimmade motorer med kraftiga ventilfjädrar ger höga tryck på anläggningsytan mot kamaxlar. Detta ger otroligt mycket slitage utan korrekt oljetryck.

Även variabla kamaxlar kräver ordentligt oljetryck då kamtider blir direkt lidande vid avvikande oljetryck vilket medför lägre motoreffekt.

Oljetermostat

För att motorolja skall fungera optimalt så finns en optimal temperatur för varje typ av olja och användningsområde.

Utan en termostat som styr oljetemperaturen så finns tre scenarion:

1. För kall olja
   Vid lugn körning eller vid varmt klimat så kan oljetemperaturen bli för låg eller ta väldigt lång tid på sig att komma upp i temperatur.
2. För varm olja
   Vid aktiv körning eller vid varmt klimat så kan oljetemperaturen stiga över rekomenderad temperatur.
3. Optimal oljetemperatur
   Detta är tillståndet när oljan inte är för varm eller för kall. Exakt som du vill ha oljan för bästa funktion.

Med en oljetermostat monterad så justeras oljetemperaturen aktivt till optimal temperatur.

När oljan blir för varm så öppnar termostaten och släpper ut olja genom oljekylaren som sänker oljetemperaturen. När önskad temperatur uppnås så stänger termostaten igen. På detta sätt jobbar termostaten aktivt och håller optimal oljetemperatur.

Det finns olika typer av oljetermostat.

En originalmonterad som oftast sitter i oljefilterhuset. Denna har ofta en högre öppningstemperatur än eftermarknad oljetermostat, detta passar originalfordon bra. Vid racing så är kylningen ofta ett problem och en termostat med lite lägre öppningstemperatur anväds för att reglera oljans temperatur innan kritiska värden nås.

Oljecatchtank

En oljecatchtank monteras ihop med vevhusventiltionen och har som uppfigt att fånga upp den oljedimma som följer med ut i vevhusventilationen. Oljecatchtanken förhindrar att denna olja kommer med ut i tryckrör vilket påverkar sensorer/givare negativt.

En oljecatchtank används i våtsumpsystem och monteras mellan insuget (vacuum) och motor (tryck).

Insuget skall ha vacuum / undertryck vilket hjälper till att suga/leda ut övertrycket inne i motorn. Utan en oljecatchtank så hade oljedimma följd med in i insuget och kladdat ner givare. Men med hjälp av en oljecatchtank som har ett inbyggt filter och en labyrintformad gång i sig så förhindras oljedimma att kontaminera givare och inloppsrör.

Du blir inte helt fri från oljedimma men en väl byggd vevhusventilation eliminerar detta nästan helt.

Oljekylare

För att håll motoroljans temperatur nere så krävs en oljekylare.

När motorn arbetar på höga varv eller med backad tändning så genererar den hög värme. Denna värme leds bort med hjälp av vatten och olja som skall hålla motortemperaturen nere.

Motortemperatur
Oljan har en stor påverkan på motortemperatur och hålls nere med hjälp av en oljekylare.

Precis som en vattenkylare så skall fartluft styras genom kylarens kylflänsar. Genom att styra fartluft genom kylaren så ökar du kraftigt kylets kylförmåga. Var därför noga med detta vid montering då du både vinner motoreffekt och säkerhetsmarginal på detta.

Oljetermostat
För at inte oljetemperaturen skall ta för lång tid på sig att nå optimal temperatur så vill du förhindra att motoroljan leds genom oljekylaren innan den har nått sin arbetstemperatur. Därför används en oljetermostat som bara släpper ut olja genom oljekylaren när oljetemperaturen har uppnått driftstemperatur.

Torrsumpsystem

De olika delarna i ett torrsumpsystem

• Oljetråg (Torrsumptråg)
• Oljepump (Torrsumppump)
• Extern oljebehållare (Torrsumptank)
• Oljefilter
• Oljefilterhållare
• Oljekylare
• Oljepumpadapter (Mot OEM pumpens placering)
• Slang och kopplingar
• Drivrem (Till torrsumppump)
• Remskiva (Till torrsumppump)
• Ventilation