Regeneracja filtra cząstek stałych a olej silnikowy

Delphi

Użytkowników samochodów i mechaników nurtuje problem, który w różnym stopniu dotyczy silników ZS z filtrem cząstek stałych. Jest nim olej napędowy, który rozcieńcza olej silnikowy. Zamiast ubywać, oleju silnikowego przybywa wraz z przejechanymi kilometrami. Czy jest to niebezpieczne dla silnika?

Sadza zatrzymana przez filtr cząstek stałych spala się w temperaturze ok. 600 do 650°C. Uzyskanie takiej temperatury jest możliwe tylko wtedy, gdy silnik pracuje przy maksymalnych obciążeniach. Jest to jednak utrudnione w warunkach ruchu miejskiego, szczególnie w przypadku samochodów osobowych. Uzyskanie tej temperatury w innych zakresach obciążeń silnika pozwala celowo zwiększyć temperaturę spalin przez: specjalne sterowanie silnikiem, wtrysk dodatkowych dawek paliwa tzw. powtrysków (4 i 5, rys. 1.). Część dawki paliwa wtryśnięta podczas pierwszego powtrysku (pozostała część ma pomóc w uzyskaniu oczekiwanej wartości momentu obrotowego silnika) i cała dawka wtryśnięta w drugim powtrysku po odparowaniu nie spalają się w komorze spalania. Mają się jednak utlenić w układzie wylotowym silnika, zwiększając temperaturę spalin. Jednak część tego paliwa może dostać się do oleju silnikowego.
Olej napędowy w oleju silnikowym
Olej napędowy dodany do oleju silnikowego, obniża jego lepkość. Im jest go więcej, tym zmiana jest większa (rys. 2a). Ale to nie wszystkie zmiany lepkości oleju silnikowego powodowane domieszkami. Dodatek wody do oleju silnikowego (skrapla się w skrzyni korbowej) zwiększa jego lepkość (rys. 2b). Podobnie dodatek sadzy również zwiększa lepkość oleju napędowego (rys. 2c). Stwierdzono, że wpływ powyższych dodatków na lepkość oleju silnikowego zależy od rodzaju oleju. Badaniu poddano następujące oleje: 10W-40, tzw. mineralny, powstały w procesie hydrokrakingu, o zróżnicowanej budowie cząstek i ich własnościach; 5W-30, tzw. syntetyczny, składający się z mieszaniny polialfaolefin o jednolitej budowie cząstek i o bardziej pożądanych własnościach. Lepkość oleju syntetycznego z dodatkiem oleju napędowego, wody lub sadzy zmienia się w mniejszym stopniu niż lepkość oleju mineralnego. W trakcie badań stanowiskowych okazało się, że mimo wzrostu zawartości paliwa w oleju silnikowym do ok. 10% bezpośrednio przed wymianą oleju silnikowego (przy zachowaniu wymaganego okresu wymiany oleju silnikowego) jego lepkość wzrosła - bardziej w przypadku oleju mineralnego, a mniej oleju syntetycznego. Wynika to z większej podatności cząstek oleju mineralnego i paliwa na łączenie się w większe cząstki niż cząstek oleju syntetycznego i paliwa. Ilość oleju napędowego, która dostaje się do oleju silnikowego, a więc i zmiana lepkości oleju silnikowego, zależy też od strategii powtrysku paliwa - przy założeniu, że w jednym lub więcej powtryskach wtryskiwana jest ta sama masa paliwa (rys. 3.).
W badaniach drogowych stwierdzono, że przed wymianą oleju silnikowego jest w nim mniej paliwa niż po badaniach stanowiskowych. Wynika to z tego, że w bardziej różnorodnych warunkach testu drogowego olej silnikowy lepiej regeneruje się, np. odparowuje z niego więcej oleju napędowego. Jednak podczas fazy regeneracji część węglowodorów z paliwa może również łączyć się z węglem lub sadzą, które znajdują się w oleju silnikowym. Następnie łączą się one w większe cząstki, które zwiększają lepkość oleju. Jednak w ten sposób lepkość olejów syntetycznych zmienia się w mniejszym zakresie niż mineralnych. W warunkach badań drogowych decydujące mogą być jednak specyficzne cechy danego silnika. W takich samych warunkach eksploatacji w silniku smarowanym mineralnym olejem silnikowym mogą pojawić się oznaki nieprawidłowej współpracy elementów (fot. 4a), które w silniku smarowanym olejem syntetycznym nie wystąpią (fot. 4b).

[...]

Stefan Myszkowski

Więcej informacji o regeneracji filtra cząstek stałych w nowym „autoEXPERCIE" 6/2012.

Podpis do ilustracji:

Rys. 1. Układy typu common rail mogą zasilać silnik ZS kilkoma dawkami paliwa w trakcie jednego cyklu jego pracy. Wyróżniamy następujące rodzaje dawek paliwa: 1 - pierwsza dawka pilotująca, wtryskiwana ok. 60° przed GMP; 2 - druga dawka pilotująca wtryskiwana ok. 40° przed GMP; 3 - dawka główna wtryskiwana w okolicy GMP; 4 - pierwszy powtrysk wtryskiwany ok. 60° po GMP; 5 - drugi powtrysk wtryskiwany ok. 145° po GMP. Oznaczenia położenia tłoka w cylindrze: GMP - górny martwy punkt; DMP - dolny martwy punkt (Źródło: Delphi)

Tagi artykułu

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę