Nowoczesne oleje do silników Diesla

Dodatkowo wymaga tego także ich specyficzna budowa.DoładowanieMoc, a także moment silnika, są zależne od ilości powietrza dostarczanego w jednostce czasu i od ilości paliwa wtryskiwanego do cylindra. Silniki wysokoprężne nie mogą osiągnąć większej mocy z tej samej objętości powietrza co silniki benzynowe. Dzieje się tak, ponieważ optymalne spalanie w silnikach Diesla ma miejsce przy nadmiarze powietrza, a w silnikach benzynowych przy niedoborze. Silniki z zapłonem samoczynnym (ZS) wytwarzają sadzę, jeśli stosunek powietrza do paliwa (lambda) jest mniejszy niż około 1,3. Silnikiz zapłonem iskrowym (ZI) uzyskują najlepsze osiągi, gdy lambda wynosi około 0,9. Z tego przeliczenia wynika, że z tej samej objętości powietrza silnik benzynowy może osiągnąć do 1,44 raza więcej mocy niż jednostka wysokoprężna. Silnik Diesla, aby osiągnąć tę samą moc co benzynowy, musi mieć większą pojemność. Aby uniknąć konieczności jej powiększania (w końcu w komorze silnikowej nie jest za wiele miejsca), stosuje się doładowanie, pozwalające głównie uzyskać więcej mocy z silnika, ale także aby chłodzić i ograniczać emisję sadzy. Konstruktorzy stosują różne systemy sprężarek, jednak najbardziej rozpowszechniło się doładowanie sprężarką odśrodkową, zwane popularnie turbodoładowaniem. Jeżeli rozważymy, że szczytowe obroty turbiny wynoszą co najmniej 140 000 obr./ minutę, a w niektórych wypadkach nawet 250 000 obr./ minutę, staje się jasnym, dlaczego zasilanie olejem o odpowiednich parametrach jest tak ważne. Większość turbin ma "pływające" panewki łożysk, tzn. panewki z brązu mogą obracać się zarówno wokół wału jak i w obudowie, z prędkością niewiele niższą od połowy prędkości obrotów wału turbiny. Aby zapobiec przegrzewaniu się oleju w obudowie, łożyska turbosprężarki silników doładowanych są chłodzone płynem z układu chłodzącego. Bez tego, jeżeli silnik zostanie wyłączony za wcześnie, olej w łożysku i obudowa od strony turbiny może osiągnąć temperaturę wyższą nawet niż 300 stopni Celsjusza. SadzaSilniki Diesla są bardziej wymagające na zawartość detergentów (środków oczyszczających) i skłaniają się ku preferowaniu komponentów, które mają wysoki stopień neutralizacji kwaśnych produktów spalania. Jeśli zbyt dużo tych produktów osadza się w postaci popiołu na elementach o wysokich temperaturach (np. zawory wylotowe), efektem tego jest przedwczesny zapłon. W silnikach Diesla sadza powstająca w wyniku procesu spalania przedostaje się do oleju. Jeśli nie podejmie się kroków zapobiegawczych, to lepkość oleju zaczyna wzrastać w proporcjonalnym stopniu do ilości sadzy, która przedostaje się do oleju. Zastosowanie specjalnego pakietu dodatków pozwala kontrolować zawartość sadzy i utrzymywać ją w stanie zdyspergowanym (rozproszonym). Na przykład firma Castrol przystępując do prac nad składem oleju do silników Diesla - GTD, zastosowała specjalną technologię rozproszenia sadzy, skutecznie eliminując nadmierny wzrost lepkości oleju w trakcie eksploatacji (patrz zdjęcia).Ponieważ silniki ZS, a szczególnie z wtryskiem bezpośrednim, mają wysokie ciśnienia spalania, a nie pracują przy wysokich prędkościach obrotowych, zostały wprowadzone dla nich ostre wymagania dotyczące nośności warstwy smarnej. Z tego powodu wielu producentów samochodów zachowawczo zaleca do silników wysokoprężnych oleje o lepkości np. SAE 10W-40 czy nawet 15W-40. Jednym z problemów, przed którym staje producent oleju silnikowego, jest różnorodność materiałów stosowanych w silniku z równoczesnym szerokim zakresem temperatur pracy.W obszarze wałka rozrządu "konstruktor" oleju spotyka się z bardzo niewielkimi prędkościami i czasami niskimi temperaturami, co w efekcie powoduje obniżenie skuteczności działania dodatków przeciwzużyciowych i antykorozyjnych. Duża siła nacisku sprężyn zaworowych na wałek przy małej prędkości obrotowej silnika daje w efekcie wysokie naciski cierne, powodując częste stykanie się metaluz metalem.Drugim obszarem, gdzie tarcie, smarowanie i zużycie odgrywają kluczową rolę, są tłoki, pierścienie i cylindry. Olej smarowy spełnia także rolę uszczelniającą i często jest obarczany winą za problemy jego nadmiernego zużycia. Jednak często przyczyna leży po stronie obróbki powierzchni gładzi cylindrowej i wstępnego nacięcia pierścieni. Praktycznie wszyscy producenci silników stosują honowanie (dogładzanie) powierzchni metodą typu "plateau". Jest to metoda, która w dwuetapowym procesie uzyskania chropowatości powierzchni daje specyficzny stosunek pomiędzy powierzchnią nośną a objętością rowków honowanych. Ta metoda obróbki cylindra oznacza, że pierścienie tłokowe mają wystarczająco dużą powierzchnię zdolną do rozpraszania temperatury. Olej w rowkach spełnia zarówno funkcję doszczelniającą, jak i smarującą.Za pomocą właściwego doboru materiałów, prawidłowego ukształtowania i przygotowania pierścienie tłokowe docierają się szybko, tzn. nierówności powierzchni szybko zostaną wypolerowane.Stosowanie wysokojakościowych olejów eliminuje problemy związane z zapolerowaniem gładzi cylindrowej.Tendencje konstrukcyjneW nowoczesnych silnikach wysokoprężnych coraz częściej pierścienie tłokowe pracują w specjalnie wtopionych żeliwnych "zamkach", aby zapobiec wyskoczeniu z rowka. Jest to spowodowane konstrukcyjnym osadzaniem tych pierścieni coraz bliżej denek tłoków, gdzie powstają znaczne naciski i temperatury. Olej, pracujący w takim środowisku trącym, ma niesłychanie trudne zadanie, aby zapobiec "przyklejeniu się" pierścieni w rowku i zarazem zachować jego "pompującą" pracę. W silnikach Diesla pracujących z dużymi prędkościami obrotowymi dużo uwagi poświęca się też kwestiom nacisków będących rezultatem siły bezwładności. To zjawisko występuje w momencie przechodzenia przez tłok GZP (górny zwrotny punkt) lub kiedy tłok zaczyna poruszać się w dół, a oba zawory są otwarte. Maksymalne ciśnienie determinuje także obciążenie, które przenosi się na sworznie tłokowe, łożyska korbowodowe oraz na ścianki cylindrów. Dzięki zastosowaniu brązowych tulejek maksymalne ciśnienia rzędu 130 barów może być absorbowane bez intensywnego zużycia. W niektórych silnikachsworznie tłokowe są nawet smarowane pod ciśnieniem olejem dostarczanym kanałami łączącymi z głównej magistrali olejowej.Dodatkowo temperatura tłoka jest utrzymywana w dopuszczalnych granicach poprzez zastosowanie spryskiwaczy olejowych pod każdym tłokiem.Jak z tych wszystkich punktów widać, w silnikach wysokoprężnych nowej generacji rola oleju jest szczególna, a biorąc pod uwagę warunki pracy także bardzo trudna. Dlatego też chcąc zapewnić najlepsze parametry jednostki oraz przedłużyć jej żywotność, powinniśmy zawsze stosować markowe oleje wysokiej jakości przeznaczone do silników Diesla. Pamiętajmy także o nieprzekraczaniu zalecanych okresów wymiany oleju, a także o zamontowaniu filtra dobrej klasy. Dariusz Bartoszewicz