Stribeckin käyrä on yksi voitelutekniikan tärkeimmistä peruskäsitteistä. Se kuvaa kitkakertoimen riippuvuutta voitelukalvon paksuudesta ja liikkuvien pintojen välisestä suhteesta. Käyrä auttaa ymmärtämään, millä tavalla esimerkiksi moottorin laakerit, männänrenkaat ja nokka-akselin pinnat voidellaan eri käyttötilanteissa.

Yksinkertaistettuna käyrässä on kolme pääaluetta:

1. Rajavoitelu (Boundary lubrication)

Tässä voitelukalvo on erittäin ohut, eikä se täysin erota metallipintoja toisistaan.

• Metalli koskettaa metallia.
• Kitka on suuri.
• Kuluminen on merkittävää.
• Voitelu perustuu öljyn lisäaineisiin, kuten sinkki-fosforiyhdisteisiin (ZDDP).

Moottorissa tätä esiintyy erityisesti:

• käynnistyksen aikana
• pysäytyksen yhteydessä
• nokka-akselin ja nostajien kosketuskohdissa

2. Sekavoitelu (Mixed lubrication)

Öljykalvo alkaa kantaa osaa kuormasta, mutta pinnankarheuksien huiput koskettavat vielä paikoin toisiaan.

• Kitka pienenee nopeasti.
• Kuluminen vähenee.
• Osa kuormasta kulkee öljyn kautta, osa metallikontaktien kautta.

Moottorissa tätä nähdään esimerkiksi:

• kevyellä kuormalla
• alhaisilla kierroksilla
• kylmänä ennen öljyn täydellistä lämpenemistä

3. Hydrodynaaminen voitelu (Full-film lubrication)

Öljykalvo erottaa pinnat kokonaan toisistaan.

• Metallikosketusta ei käytännössä ole.
• Kuluminen on erittäin vähäistä.
• Kitka on pienimmillään.

Esimerkiksi kampiakselin liukulaakerit toimivat normaalisti tällä alueella.

Miksi kitka alkaa taas kasvaa käyrän oikeassa laidassa?

Kun nopeus kasvaa erittäin suureksi tai öljy muuttuu hyvin viskoosiksi, öljyä täytyy "sekoittaa" enemmän.

Tällöin:

• nestevastus kasvaa
• öljyn sisäinen kitka kasvaa
• tehonhukka lisääntyy

Siksi Stribeckin käyrä näyttää U:n muotoiselta:

Mitä tämä tarkoittaa moottorin käytännössä?

Moottorin kuluminen tapahtuu suurelta osin silloin, kun ollaan käyrän vasemmassa päässä eli rajavoitelun alueella.

Tästä syystä:

• kylmäkäynnistykset kuluttavat moottoria eniten
• oikea öljyn viskositeetti on tärkeä
• esilämmitys vähentää kulumista
• öljyn lisäaineilla on suuri merkitys

Mielenkiintoinen yksityiskohta on, että kampiakselin laakeri voi normaalissa ajossa olla lähes täysin hydrodynaamisen voitelun alueella, jolloin metallipinnat eivät käytännössä kosketa toisiaan lainkaan. Sen sijaan männänrenkaat käyvät jatkuvasti läpi eri voitelualueita jokaisella männän iskulla.

Stribeckin käyrä selittää hyvin sen, miksi esimerkiksi vanhan Chevrolet G20:n 6.2-dieselissä kylmäkäynnistykset ja lyhyet ajomatkat ovat moottorille paljon raskaampia kuin pitkä maantieajo, vaikka jälkimmäisessä kilometrejä kertyy enemmän. Pitkässä ajossa useimmat laakeripinnat toimivat suuren osan ajasta hydrodynaamisella alueella, jossa kuluminen on hyvin vähäistä.

 GM Changed the Oil. Engines Keep FAILING

nnn