Paliwa i oleje

ponad rok temu  28.05.2013, ~ Administrator - ,   Czas czytania 8 minut

Oleje niskopopiołowe
– wszystko co powinieneś wiedzieć. Wielu kierowców różnych pojazdów poruszających się po naszych drogach jest zaskakiwanych informacją, że do swoich samochodów muszą obecnie stosować nowoczesne, niskopopiołowe oleje silnikowe

Od razu wzbudza to ich wielkie przerażenie, że w oleju znajduje się jakiś popiół, który albo zapcha filtr, albo na pewno porysuje ważne, dokładnie pasowane części silnika. I nie ma się co temu dziwić, gdyż rynek zalewany jest reklamami różnorakich olejów, nieraz o bardzo cudownych własnościach, a brakuje szerokiej, łatwo zrozumiałej dla kierowcy informacji o podstawowych, istotnych dla prawidłowej pracy silnika parametrach olejów silnikowych. Każdy olej zawiera w swoim składzie pakiet dodatków uszlachetniających, nadających mu wysoką jakość, chroniących przed utlenianiem i działaniem wysokich temperatur, zabezpieczających części silnika przed zużyciem i korozją, zapewniających doskonałe parametry eksploatacyjne silnika nawet przy znacznie wydłużonych przebiegach. Wiadomo, że w warunkach bardzo wysokiej temperatury panującej w cylindrach w trakcie spalania paliwa może także ulec spaleniu niewielka ilość oleju silnikowego. Problem stwarzają niektóre dodatki uszlachetniające, które, spalając się, tworzą popiół składający się z nieorganicznych, trudnych do usunięcia osadów powodujących blokowanie montowanych w silnikach Diesla dokładnych filtrów cząstek stałych, tzw. filtrów DPF.

Zasada działania filtrów DPF
W czasie normalnej pracy zatrzymywana w kanalikach filtra sadza ulega spaleniu dzięki wysokiej temperaturze (do 600-700OC), nadmiarowi tlenu z powietrza i obecności w masie ceramicznej katalizatorów utleniania. Zastosowanie olejów silnikowych starej generacji (wysokopopiołowych) powoduje trwałe zablokowanie kanalików filtra. Dla określenia, które oleje nadają się do silników Diesla z filtrami DPF, a które im zagrażają, wprowadzono specjalny test na zawartość tzw. popiołu siarczanowego. W teście tym próbka oleju silnikowego (który przecież nie zawiera żadnego popiołu) jest prażona w piecu z kwasem siarkowym do momentu uzyskania suchego proszku. Po zważeniu tego osadu, zwanego fachowo popiołem siarczanowym (często występujący w różnych opisach pod angielską nazwą Sulphated Ash, w skrócie SA), określa się jego zawartość procentową w stosunku do masy wyjściowej próbki oleju. Jeżeli zawartość ta wynosi poniżej 1% (dla olejów do ciężarówek, a 0,8% lub 0,5% dla samochodów osobowych), oleje klasyfikowane są jako niskopopiołowe i nadają się do silników Diesla z filtrami DPF. Jeżeli jest wyższa, to są to konwencjonalne, znane nam od lat oleje, które absolutnie nie nadają się do tego celu. Jak widać, pojęcie „popiół siarczanowy” jest pojęciem umownym, gdyż popiół powstaje dopiero w wyniku testu. Dodatkowo, ze względu na ochronę środowiska, wprowadzono ograniczenie dopuszczalnej ilości dodatków zawierających fosfor (P) i siarkę (S) niszczących (dezaktywujących) katalizatory w układach wydechowych. Ze złożenia zastosowanych skrótów stworzono angielską nazwę „low SAPS” dla tej nowej grupy olejów silnikowych (oznaczającą niską zawartość popiołu siarczanowego, związków fosforu i związków siarki), a w języku polskim przyjęła się nazwa oleje niskopopiołowe. Praktyka pokazała, że ograniczanie zawartości ważnych dodatków oleju musi mieć swoje granice. Np. mniejsza ilość dodatków zawierających fosfor wydłuża wprawdzie życie konwertorów katalitycznych (do 240 tys. km), ale znacznie skraca trwałość ważnych części silnika, np. elementów rozrządu. Historia niskopopiołowych olejów silnikowych rozpoczęła się w Europie w roku 2005, kiedy wprowadzenie poziomu Euro 4 ograniczenia emisji zanieczyszczeń z układów wydechowych silników spalinowych wymusiło na producentach ciężarówek wprowadzenie specjalnych systemów oczyszczania spalin. Zastosowanie recyrkulacji spalin EGR i filtrów cząstek stałych DPF wymusiło na producentach olejów silnikowych konieczność stworzenia zupełnie nowych formulacji zawierających nowe, wyselekcjonowane (inne niż dotychczas stosowane) dodatki uszlachetniające, nietworzące (lub tworzące minimalne ilości) popiołów w czasie przypadkowego spalenia, niezagrażające blokadą filtrów DPF.

W Europie organizacja ACEA stworzyła szereg klas jakości, czyli właściwie norm (ACEA E6, E9, C1, C2, C3 i C4) dla olejów niskopopiołowych określających dopuszczalną zawartość dodatków powodujących niską zawartość popiołu siarczanowego, związków fosforu i związków siarki, co przedstawia zamieszczony obok wykres. Klasy jakości ACEA E6 i E9 dotyczą olejów dla transportu, a klasy ACEA C1/C2/C3/C4 dotyczą olejów stosowanych w motoryzacji. Ze względu na nowatorskie rozwiązania, koszty badań i ochrony patentowej na rynku dostępne były początkowo tylko dwa pakiety dodatków uszlachetniających „low SAPS”, z których producenci olejów, czyli „blenderzy” mogli produkować niskopopiołowe oleje pod swoimi własnymi nazwami i sprzedawać w swoich opakowaniach. Obecnie liczba producentów takich pakietów wzrosła do trzech. Oznacza to, że tak naprawdę trzy różne pakiety „low SAPS” są źródłem wszystkich dostępnych na rynku olejów niskopopiołowych, różniących się głównie rodzajem zastosowanego oleju bazowego, nazwą czy opakowaniem. Początkowo obowiązywała tylko klasa jakości ACEA E6, opisująca wymagania względem olejów niskopopiołowych na bardzo długie przebiegi, rzędu 100 tys. km, stosowanych w silnikach ciężarówek i autobusów. Zastępowały one wcześniej używane na bardzo długie przebiegi wysokopopiołowe (o zawartości do 2% popiołu siarczanowego) oleje silnikowe ACEA E4. W zachodniej Europie silniki autobusów dalekobieżnych i poruszających się po aglomeracjach miejskich zgodnie z prawem musiały mieć zamontowane filtry DPF, co wymuszało stosowanie olejów o klasie jakości ACEA E6.

"Zastosowanie olejów silnikowych starej generacji (wysokopopiołowych) powoduje trwałe zablokowanie kanalików filtra."

Praktyka pokazała, że z filtrami DPF w autobusach i ciężarówkach nie było żadnych problemów (przez 300 tys. lub więcej km) dzięki wysokiej temperaturze w nich panującej, powodującej stałą samoregenerację przez dopalanie sadzy oraz dużym rozmiarom umożliwiającym niezbyt drogą, wymuszoną regenerację (przez wypalanie sadzy i wydmuchiwanie popiołu sprężonym powietrzem).  Były to drogie, najczęściej syntetyczne oleje silnikowe, doskonałe dla pojazdów pokonujących długie dystanse po autostradach, ale nieekonomiczne do zastosowań w przewozach średnio- i krótkodystansowych, gdzie ich własności nie mogły być w pełni wykorzystane. Połączone wysiłki amerykańskich producentów silników (Detroit Diesel, Mack), preferujących oleje silnikowe na średnie przebiegi (rzędu 40 tys. km) i europejskich (MB, Volvo, Renault) mające na celu stworzenie wspólnej platformy silnikowej doprowadziły do stworzenia przez ACEA klasy jakości ACEA E9, określającej wymagania oleju „low SAPS” na średnie przebiegi między wymianami. Klasa ACEA E9 jest uniwersalna dla Europy i USA, gdyż spełnia wymagania amerykańskiej klasy „low SAPS” API CJ-4 oraz europejskich norm „low SAPS” na średnie przebiegi firm MAN M 3575, MB 228.31, Renault RLD-3, Scania Low Ash i Volvo VDS-4. Wprowadzenie olejów o klasie jakości ACEA E9 było strzałem w dziesiątkę dla operatorów mieszanych flot, gdyż zapewniają one smarowanie właściwie wszystkich silników nowych (z systemami SCR lub filtrami DPF) i starych, zamontowanych w autobusach, ciężarówkach, maszynach budowlanych i nawet w nowoczesnych maszynach rolniczych. Zaletą olejów niskopopiołowych o klasach jakości ACEA E6 lub E9 jest to, że nadają się nie tylko do wszystkich silników spełniających normę ograniczenia emisji zanieczyszczeń na poziomie Euro 1, Euro 2, Euro 3, Euro 4 i Euro 5, ale także do najnowszych konstrukcji silników już spełniających wymagania mającego być wprowadzonym w 2014 roku poziomu Euro 6 ograniczenia emisji zanieczyszczeń z układów wydechowych silników ciężarówek.

Zupełnie inna sytuacja niż w transporcie panuje w motoryzacji. Różne wymagania dużych producentów samochodów spowodowały, że istnieją aż cztery normy – od ACEA C1 po C4.
- Oleje klasy ACEA C1 o lepkości HT/HS ≥ 2,9 mPa s zapewniające oszczędność ≥3,0% paliwa są preferowane przez koncern Forda w Europie i zalecane do silników Diesla Mazdy, Forda i Jaguara.
- Oleje klasy ACEA C2 o lepkości HT/HS ≥ 2,9 mPa s zapewniające oszczędność ≥2,5% paliwa są preferowane przez koncerny Fiat i PSA (Peugeot, Citroën).
- Oleje klasy ACEA C3 o lepkości HT/HS ≥ 3,5 mPa s zapewniające oszczędność ≥1,0% paliwa są preferowane przez koncerny BMW, MB, VW i wiele innych.
- Oleje klasy ACEA C4 o lepkości HT/HS ≥ 3,5 mPa s zapewniające oszczędność ≥1,0% paliwa (dla klas lepkości SAE xW-30) są preferowane przez koncern Renault-Nissan i firmy montujące ich silniki w swoich modelach samochodów (np. Suzuki).

Na rynku zaistniała duża ilość olejów do obsługi serwisowej, szczególnie w autoryzowanych stacjach obsługi, gdyż producenci samochodów (BMW, Fiat, Ford, GM/Opel, MB, Peugeot, Renault, VW) chcą mieć oleje spełniające wyłącznie ich normy fabryczne i blenderzy muszą takie oleje produkować. Niemile są widziane najbardziej lubiane przez użytkowników oleje uniwersalne, spełniające wymagania wielu marek. Od 2009 roku istnieje obowiązek montowania filtrów DPF we wszystkich nowych samochodach osobowych i dostawczych z silnikiem Diesla. Wiele starszych modeli samochodów dostawczych jest zamienianych przez producentów na bardziej ekologiczne przez domontowanie filtra DPF. Powoduje to konieczność stosowania nowoczesnych olejów niskopopiołowych i związane z tym kłopoty zależne od typu jazdy samochodu.

18165 Ikona kontrolna filtra DPF informująca o konieczności przeprowadzenia regeneracji. right Życie, czyli codzienna praktyka pokazała, że jazda miejska na krótkich dystansach, w korkach, przy niedogrzanym silniku jest utrapieniem dla kierowców samochodów z silnikami Diesla i filtrami DPF. Przy zbyt niskiej temperaturze wewnątrz filtra DPF nie zachodzi prawidłowa samoregeneracja. W filtrze o wiele szybciej gromadzi się zbyt duża ilość sadzy, powodując wzrost ciśnienia zwrotnego. Czujnik tego ciśnienia daje komputerowi silnika sygnał, że trzeba wtrysnąć dodatkową dawkę paliwa dla spowodowania dopalenia sadzy, czyli regeneracji. Ale regeneracja nie jest możliwa, gdyż temperatura wewnątrz filtra jest za niska. Powoduje to, że po osiągnięciu pewnego poziomu zapełnienia filtra komputer wyświetla na desce rozdzielczej informację o konieczności wymuszonej regeneracji. Regeneracja jest dość kłopotliwa, gdyż wymaga na ogół przejechania w pewnym określonym reżimie dystansu około 50 km. Jeżeli kierowca z niewiedzy, braku czasu lub rozmyślnie nie przeprowadzi regeneracji, następuje nagromadzenie się dużej ilości sadzy, którą komputer silnika określa jako stan awaryjny i reaguje wyświetleniem ikony o konieczności przeprowadzenia regeneracji w warsztacie. Jeżeli filtra DPF nie da się zregenerować, kierowcę czeka spory wydatek na nowy filtr (a nikt kierowcy pieniędzy za ten wydatek nie zwróci).

Sytuacja taka spowodowała pojawienie się różnego rodzaju „racjonalizatorów” próbujących oszukać komputer pokładowy, aby nie reagował on na sygnały z czujników, a w skrajnych przypadkach demontujących zbędny ich zdaniem filtr DPF. Pozornie znikają kłopoty z filtrem DPF, ale działalność taka jest niezgodna z prawem, bo silniki nie mogą spełnić wymagań norm czystości spalin, wydzielając do atmosfery dużą ilość sadzy, która zawsze zawiera zaabsorbowane na swojej powierzchni policykliczne związki aromatyczne (PCA) o potwierdzonym działaniu rakotwórczym. Właściciele takich zmodyfikowanych aut będą mieli problemy z badaniami okresowymi. Częsta jazda w korkach może powodować przechodzenie paliwa do miski olejowej (w czasie prób regeneracji przez wtryskiwanie dodatkowych dawek oleju napędowego), a przez to nadmierne rozcieńczenie oleju i zatarcie silnika po nagłym rozwinięciu maksymalnej prędkości i dłuższej jeździe po autostradach bez ograniczeń prędkości (w Niemczech). Doprowadziło to do pojawienia się w niektórych krajach przeświadczenia, że w przypadku jazd miejskich na krótkich odcinkach i w korkach nie należy kupować aut z silnikiem Diesla i filtrem DPF. Oczywiście producenci aut znają te problemy i próbują im zaradzić, umieszczając filtry DPF bliżej źródeł ciepła, montując je prawie na kolektorze i w pobliżu generujących ciepło konwerterów katalitycznych.

Andrzej Tippe

B1 - prenumerata NW podstrony

Komentarze (0)

dodaj komentarz
    Nie ma jeszcze komentarzy...
do góry strony