Vliv prémiových paliv na životnost a spolehlivost moderních vznětových motorů. Foto: Bosch

Transkript

1 Vliv prémiových paliv na životnost a spolehlivost moderních vznětových motorů Foto: Bosch

2 Vývoj dieselových motorů se v posledních patnácti letech výrazně zrychlil 1994 Mercedes-Benz W124 E200 diesel 2,0 l, 55 kw 2009 Mercedes-Benz W212 E250 CDI 2,2 l, 150 kw 1984 Mercedes-Benz W D 3,0 l, 64 kw

3 Staré diesely nebyly moc výkonné, ale zato jejich robustní vstřikovací zařízení neměla velké nároky na kvalitu paliva Standardní nafta jim úplně stačila a byly schopné spalovat i mnohé jiné ropné či dokonce rostlinné produkty

4 Růst specifických výkonů na příkladech motorů Mercedes-Benz Motor OM 651 ve srovnání s předchůdci Specifický výkon (kw/l) Specifický točivý moment (N.m/l) 1983: OM 601 2,0D (atmosférický předkomůrkový osmiventil, vstřikování řadovým čerpadlem s tlakem 300 barů) Impozantní nárůst specifických výkonů dieselů Mercedes-Benz 1997: OM CDI (šestnáctiventil s pevnou geometrií turbodmychadla, vstřikováním Bosch a s tlakem 1200 barů) 2006: OM 646 evo 220 CDI (šestnáctiventil s VNT turbodmychadlem, vstřikování Delphi s tlakem 1800 barů) 2008: OM CDI (šestnáctiventil s dvojicí nestejně velkých turbodmychadel, piezoelektrické vstřikování Delphi s tlakem 2000 barů)

5 Od počátku devadesátých let diesel přitahuje i náročné zákazníky V roce 1979 zavedl Mercedes-Benz na evropský trh první přeplňovaný diesel (W TD turbodiesel), který se s parametry 92 kw a 250 N.m již nemusel bát vyjet do levého pruhu dálnice. Prvním dieselem, který i nejnáročnější zákazníci preferovali před výkonnými zážehovými motory, byl v roce 1990 motor 2,5 TDI od Audi s parametry až 103 kw a 285 N.m.

6 K razantnímu zrychlení vývoje vznětových motorů došlo v letech 1997 a 1998, kdy společnost Bosch představila nové vysokotlaké systémy pro motory osobních vozidel. Systém Common Rail následně začaly vyrábět i další značky. Vozy koncernu Volkswagen byly v uplynulých letech vybavovány sdruženými vstřikovači pumpa-tryska. Perspektivní cestou do budoucnosti jsou systémy Common Rail.

7 Vývoj vznětových motorů žene kupředu též zpřísňující se legislativa na ochranu ovzduší Od poloviny devadesátých let poklesl povolený objem některých škodlivých složek ve výfukových plynech až 28x. 2,720 Vývoj emisních norem pro dieselové motory osobních vozidel CO NO X PM g/km 1,000 0,640 0,500 0,500 0,500 0,140 0,080 0,050 0,250 0,025 0,180 0,005 EURO1 EURO2 EURO3 EURO4 EURO5

8 Nové systémy následné úpravy spalin Každý osobní diesel plnící emisní normu Euro5 musí být vybaven filtrem pevných částic. Pro funkci tohoto zařízení je například nutné, aby motorová nafta byla zcela bezpopelná, tedy pocházela od poctivého prodejce, který si nepomáhá přimícháváním jiných ropných produktů nezatížených spotřební daní.

9 Nové technologie se v praxi ukázaly být poměrně choulostivé K předčasnému opotřebení docházelo nejen vinou závadného paliva, zřejmě ani standardní jakost nafty není vždy pro ochranu moderních vstřikovacích systémů dostatečná. Na snímcích celkem obvyklé poškození vysokotlakého vstřikovacího čerpadla Delphi.

10 Vstřikovací tlaky dnes běžně dosahují hodnoty 2000 barů Při výrobě vstřikovačů se měří rozměry odpovídající dvoutisícinásobku velikosti atomu. Norma upravující vlastnosti motorové nafty se však mění jen málo a třeba požadavek na mazivost HFRR 460 μm je stejný od roku Výrobci vstřikovacíh zařízení přitom v dokumentu World-wide fuell Charter požadují maximálně 400 μm. Z ekonomických důvodů jim nebylo vyhověno.

11 Od roku 2007 jsou do nafty povinně přidávány biosložky, nejčastěji MEŘO. Těla rostlin však obsahují kovy (vápník a hořčík), další se do MEŘO dostávají při esterifikaci (sodík a draslík). Nová zkušební metodika CEC F hodnotící zanášení vstřikovačů na moderním dieselu Peugeot došla k alarmujícím výsledkům po 32 hodinách vysoké zátěže na palivo s 0,0001 % kovů činí snížení výkonu téměř deset procent. Pokles výkonu DW 10 test cyklus

12 Poškozená tryska umí zničit celý motor Kromě výkonu pak klesá i kvalita rozprachu, což znamená nižší výkon, vyšší spotřebu, vyšší kouřivost a riziko vážného poškození motoru. Poškozená tryska, která stříká jen třemi z pěti otvorů

13 Poškozená tryska umí zničit celý motor Zanesení trysky může vyústit až v propálení pístu a následnou destrukci motoru.

14 Stále zřetelněji se začal rýsovat prostor pro nadstandardní paliva. V možnostech aditivačních technologií je vylepšit následující parametry. Cetanové číslo snižuje hlučnost, emise, zlepšuje akceleraci, startovatelnost. Mazivost chrání vstřikovací zařízení před opotřebením. Inhibitory koroze chrání před korozí při výskytu vody v palivovém systému. Pěnivost usnadňuje tankování. Detergentní (čisticí) vlastnosti zabraňují zanášení vstřikovacích trysek. Deaktivátory kovů důležité kvůli biosložkám, potlačování oxidace a rezavění. Stabilizátory biosložek prodlužují skladovatelnost.

15 V září 2008 jsme ve spolupráci s MF Dnes připravili test značkových motorových naft. Jen některé parametry však lze ověřit v akreditovaných laboratořích, jiné (čisticí schopnosti) výhradně motorovými zkouškami.

16 V září 2008 jsme ve spolupráci s MF Dnes připravili test značkových motorových naft. Souhrnné výsledky zkoušek Zkouška Hustota /15 C Cetanové číslo Obsah 2-EHN Mazivost Protikor. vlast. Pěnivost Jednotka kg/m 3 jednotka CČ mg/kg µm stupeň s 1 Benzina Top Q 841,8 56, nepřít. kor. 39/94 2 Benzina Verva Diesel 841,8 56, nepřít. kor. 40/84 3 OMV Sprint Diesel 834,7 53, nepřít. kor. 5/20 4 Shell Extra Diesel 837,5 52, nepřít. kor. 9/19 5 Shell V-Power Diesel 837,6 52, nepřít. kor. 9/57 6 Pap Oil Diesel 833,5 52,9 pod nepřít. kor. 8/18 7 Aral Ultimate Německo 827,4 62, nepřít. kor. 5/52 8 Shell V-Power Diesel Německo 837,6 58, nepřít. kor. 0/0 Paliva Benzina vyhrála, protože jako jediná na českém trhu nabídla zvýšené cetanové číslo

17 Rozhodli jsme se ověřit si vlastnosti paliva Verva Diesel uvedené na trh společností B na dlouhodobě testovaném voze. Redakce AutoDiesel zakoupila automobil Kia Cee d SW 1,6 CRDi, tedy úspěšný model korejské automobilky vyráběný ve slovenské Žilině, který se stává běžným koloritem našich silnic a používá rozšířený systém Common Rail Bosch druhé generace. Do vozu jsme tankovali výhradně palivo Benzina Verva Diesel. Od září 2008 do současnosti jsme najeli km.

18 Vůz absolvoval mnoho měření například měření výkonu na válcových zkušebnách. Po km vůz dosáhl výkonu 94,5 kw a točivého momentu 269 N.m. Výrobce udává hodnoty 85 kw a 240 N.m Výkon (kw) Točivý moment (Nm) Otáčky (min -1 )

19 Při km jsme demontovali jeden ze vstřikovačů a provedli přesné hodnocení jeho stavu. Diesel-servisy značky Bosch disponují přesnou měřicí technikou k hodnocení stavu vstřikovačů. Na zkušební stanici je sledována vstřikovaná dávka, přepadové množství a rychlost reakce.

20 Výsledky byly stoprocentně pozitivní Při plném zatížení udává výrobce vstřikovanou dávku 55,4 mm 3 při toleranci 6,9. Naměřili jsme 57,0 mm 3, z čehož jasně vyplývá, že k žádnému zanesení trysek nedošlo. V naprostém pořádku byly i ostatní parametry.

21 Výsledky byly stoprocentně pozitivní Případné horší spalování na některém z válců motormanagement koriguje zvýšením dávky. Maximální rozdíl mezi jednotlivými válci může být 5,0 mg. U testovaného vozu je to 1,3 mg. Ani kontrolou rozebraného vstřikovače pod mikroskopem nebylo zjištěno žádné opotřebení.

22 Mnohé vozy však mají najeto mnohem více... Soukromý majitel z řad čtenářů nám nabídl k analýze a vyzkoušení svůj vlastní vůz, Mercedes-Benz E270 CDI s najetými km. Od počátku jezdil na palivo Benzina TopQ, od roku 2007 pak již výhradně na Verva Diesel. Teprve stav jeho vstřikování přinesl nám i pracovníkům diesel-centra Svatopluk Černík Plzeň veliké překvapení.

23 I po takové porci kilometrů byl zkoumaný vstřikovač roven novému Rozdíl mezi jednotlivými válci činil 1,3 mg, přičemž výrobce za hranici opotřebení stanovuje 5,0 mg. Podle originálního zkušebního plánu výrobce je vstřikovač ve stavu rovném novému. Maximální předepsaná dávka je 63,4 mm 3, tolerance 5,5; naměřili jsme 60,0 mm 3.

24 Ani kontrola pod mikroskopem neodhalila žádné opotřebení Otvory vstřikovacích trysek bez nápeků mají dokonalou ovalitu, zachovávají maximální průtok i kvalitu rozprachu. Dřík ovládací tyčky se pohybuje podélně, a to i několikrát za zdvih. Jeho opotřebení bylo zcela bezvýznamné.

25 Ani kontrola pod mikroskopem neodhalila žádné opotřebení Další problémová část, sedlo ovládacího ventilku, také neneslo žádné stopy opotřebení.

26 Další překvapení Technologie Bosch vyžaduje použití nové trysky při opětovné montáži rozebraného vstřikovače. Zcela nová tryska paradoxně vyžadovala ze strany motoru větší korekci než ta, která najela na paliva Benzina km.

27 Další překvapení Stav vstřikovačů se výrazně odráží na hlučnosti motoru. Redakčním hlukoměrem jsme odměřili předmětný vůz a pak jiný exemplář stejného modelu z bazaru AAA Auto, který měl najeto ověřených km a není známo, na jaká paliva jezdil. Jeho hlučnost byla o 7 db vyšší.

28 Děkujeme za pozornost. V provozních zkouškách paliv budeme pokračovat. Foto: Bosch