z filtrami cząstek stałych

Ostatnią tendencją w formułowaniu olejów do silników Diesla, wymuszoną przez coraz częstsze stosowanie filtrów cząstek stałych (wymagania normy emisji spalin Euro 4), jest opracowanie formulacji niskopopiołowych (Low SAPS).

Tradycyjne dodatki do olejów silnikowych powodowały osadzanie na powierzchni filtrów stałych osadów utrudniających pracę, skuteczność i trwałość tych elementów silnika. Nowoczesne oleje typu Low SAPS zawierają inne związki chemiczne, często oparte o organiczne związki molibdenu, które znakomicie współpracują z nowoczesnymi filtrami w silnikach Diesla. Coraz ostrzejsze wymagania międzynarodowych instytutów i organizacji dotyczące emisji substancji szkodliwych dla środowiska owocują wprowadzaniem coraz bardziej zaostrzonych limitów i norm, takich jak np. Euro 3, Euro 4, czy w przyszłości Euro 5. Już od października 2005 roku wszystkie produkowane samochody muszą spełniać normę Euro 4, a wprowadzenie Euro 5 ma się odbyć w roku 2008. Wymagania odnośnie substancji szkodliwych wraz z pojawieniem się normy Euro 4 to nawet kilkakrotne ograniczenie emisji niektórych substancji. Wielkim problemem dla konstruktorów silników stało się ograniczenie emisji tzw. cząstek stałych i tlenków azotu. Pierwszym stosowanym rozwiązaniem już w silnikach serii Euro 2 było wprowadzenie zaworu recyrkulacji spalin (EGR). Skutkiem jest obniżenie temperatury spalania, co w rezultacie daje obniżenie emisji tlenków azotu, lecz w tym przypadku stosowane równolegle opóźnienie wtrysku powoduje zwiększenie emisji cząstek stałych, czyli przede wszystkim sadzy. Koniecznym staje się więc wprowadzanie dodatkowych filtrów cząstek stałych – DPF – Diesel Particular Filter, aby spełnić nowe normy. Materiały, z których budowane są filtry cząstek stałych DPF są bardzo czułe na działanie niektórych pierwiastków, np. fosforu i siarki, ale także wapnia i magnezu (popioły siarczanowe). Wysoka zawartość tych pierwiastków uszkadza delikatny materiał filtra, przez co spada jego skuteczność i trwałość.



Dariusz Bartoszewicz Technical Manager Castrol

W takich przypadkach niezbędne stało się stosowanie materiałów eksploatacyjnych zawierających niewielkie ich ilości. Pod pojęciem materiału eksploatacyjnego w tym przypadku należy rozumieć wszystkie te materiały, które mają wpływ na skład spalin – czyli przede wszystkim paliwa i oleje silnikowe. W paliwach silnikowych główny nacisk kładzie się od końca lat 80. na zawartość siarki, spadła ona z 7000 ppm jeszcze w roku 1989 do typowej wartości 10-30 ppm obecnie. Zawartość siarki na tak niskim poziomie pozwala działać filtrom DPF zupełnie sprawnie przez długi czas, lecz na skład spalin ma także wpływ skład chemiczny oleju silnikowego. Tradycyjne podejście do produkcji olejów silnikowych zakładało najwyższą jego jakość, własności przeciwzużyciowe i możliwość pracy przy długich okresach między wymianami. Te własności oleju silnikowego w dużej mierze zależą od zawartości wspomnianych już pierwiastków, S, P, Ca i Mg, które są głównymi składnikami dodatków olejowych. W takim przypadku przed specjalistami Castrola stanęło niezwykle trudne wyzwanie opracowania nowoczesnego oleju niezawierającego dużej ilości szkodliwych, choć bardzo przydatnych pierwiastków przy zachowaniu najwyższej jakości. Nowe oleje technologii Low SAPS, nazywane “Clean Performance Technology”, to produkty o typowej zawartości popiołu siarczanowego 0,5 do 0,8 proc., siarki 0,2 do 0,3 proc. i fosforu do 0,09 proc. Aby umożliwić prawidłową pracę silnika wyposażonego w zawory EGR i filtry DPF spełniającego normę Euro 4, trzeba było zaprojektować całkowicie nową technologię produkcji olejów. Ich składniki muszą doskonale współpracować z filtrami DPF, katalizatorami różnej konstrukcji i równocześnie muszą zapewniać najwyższy poziom zabezpieczenia silnika przed zużyciem i powstawaniem osadów przy wydłużonych okresach między wymaganiami. Nowe produkty opracowane zgodnie z wymaganiami Low SAPS spełniają lub będą spełniać wymagania międzynarodowe dotyczące tych produktów, a także specyfikacje producentów samochodów.

Wspomniane wymagania to między innymi:
- Nowe normy ACEA-04 C1-04, C2-04 i C3-04 ogłoszone w październiku 2004, obowiązkowe dla wszystkich nowych olejów wprowadzonych po listopadzie 2005
- ILSAC GF-4 – październik 2004
- Norma MB 229.31 – koniec roku 2003
- Grupa VAG – Longlife III – normy 504.00 I 507.00 – listopad 2004
- Także tacy producenci jak grupa PSA, która już stosuje filtry DPF, a także Ford i Volvo opracowują specjalne wymagania dla nowej generacji olejów.

Stosowanie oleju Low SAPS stanie się niebawem codziennością – pamiętajmy, że norma Euro 4 obowiązuje już od października 2005 roku, a spełnienie jej przez silniki jest bardzo trudne bez filtrów DPF.