Silniki wysokoprężne wydają się mieć już za sobą szczyt popularności. W latach 90. XX wieku i na początku XXI stulecia święciły jednak triumfy w rankingach sprzedaży. Dlatego po drogach wciąż poruszają się miliony aut wyposażonych w diesle. Stałeś się właścicielem jednego z nich? By utrzymać je w dobrej kondycji, musisz wiedzieć, jak dbać o silnik diesla. Dowiedz się już teraz wszystkiego, co potrzebne, by cieszyć się swoim autem przez setki tysięcy kilometrów.
Silniki diesla powszechnie zaczęto instalować w samochodach osobowych na przełomie lat 60. i 70. XX wieku. W 1968 roku na rynku pojawił się Peugeot 204 z wysokoprężnym 1.3. W tym samym roku diesle trafiły do gamy Mercedesa (W115 200D i 220D). Od tamtej pory większość producentów dodawała do oferty tego typu silniki. Często stawały się one hitami sprzedaży, jak słynne TDI Volkswagena czy pierwsze silniki z common rail sprzedawane w Fiatach pod nazwą JTD. Popularność jednostek wysokoprężnych zaczęła stopniowo maleć z powodu trudności w spełnieniu norm emisji spalin Euro 5, które weszły w życie w 2011 roku. Upowszechnienie się filtrów cząstek stałych i licznych systemów przeciwko zanieczyszczeniom spowodowało, że stały się nie tylko mocno skomplikowane, ale też zawodne i drogie w naprawach.
Z tego artykułu dowiesz się m.in.:
- jak funkcjonuje silnik diesla;
- na co zwracać uwagę w starszych samochodach z silnikiem wysokoprężnym;
- co może być przyczyną problemów w dieslach common rail;
- jak zadbać o filtr cząstek stałych (DPF/FAP) w silniku wysokoprężnym;
- co zrobić, by diesel był sprawny zimą.
Jak działa silnik diesla?
Zanim przejdziemy do porad na temat tego, jak dbać o silnik diesla, warto poznać jego budowę i działanie. Dzięki temu łatwiej będzie wyjaśnić, dlaczego konkretne zabiegi są istotne i powinny być dokładnie dopilnowane przez właściciela auta z taką jednostką.
Silnik diesla – zasada działania
Silniki wysokoprężne wykorzystują zjawisko termodynamiczne, które polega na tym, że wraz ze wzrostem ciśnienia rośnie temperatura czynnika. Przestrzeń pomiędzy tłokiem w górnym położeniu a głowicą cylindra jest bardzo mała. Tuż przed osiągnięciem maksymalnego ciśnienia do cylindra wtryskiwany jest olej napędowy, który miesza się z gorącym powietrzem. Gdy ciśnienie osiąga najwyższy poziom, mieszanka przekracza temperaturę samozapłonu. Następuje spalanie, które inicjuje ruch tłoka w dół.
Jeżeli do samozapłonu dojdzie w silniku benzynowym (spalanie stukowe), może doprowadzić to do awarii, ponieważ wybuch lekkiego paliwa uwalnia bardzo wysokie dawki energii. Olej napędowy jest cięższy od benzyny, dzięki temu spalanie detonacyjne, do jakiego dochodzi w komorze, nie jest tak gwałtowne. Eksplozja rozchodzi się wolniej i silnik może sprawnie pracować.
Olej napędowy sprawia jednak inny problem: bardzo słabo odparowuje. Aby doszło do zapłonu, musi być podany do cylindra w stanie rozpylonym. Dopiero mikroskopijne kropelki paliwa mogą się łatwo zapalić i wywołać pożądany efekt. Benzyna miesza się z powietrzem w stanie gazowym, dzięki czemu z łatwością się zapala.
Silnik diesla – budowa
Powyżej opisane działanie wymusza nieco odmienną strukturę jednostki napędowej, jaką jest silnik diesla. Budowa ta charakteryzuje się nieco innym ukształtowaniem elementów konstrukcji: cylindrów z tłokami, wału korbowego, bloku i głowicy z układem rozrządu. Pełnią one jednak te same funkcje co w silnikach benzynowych.
- W głowicy nie ma świecy zapłonowej, zamiast tego stosowane są świece żarowe. Są to niewielkie grzałki o dużej mocy, które ułatwiają rozruch przez wstępne nagrzanie wnętrza cylindra. Gdy silnik zostanie uruchomiony, przestają one pracować i nie spełniają żadnej istotnej funkcji.
- W denku tłoka lub głowicy zwykle znajduje się odpowiednio ukształtowana komora spalania. Dawniej często był to specjalny element, wykonany z twardszego materiału, ponieważ w jej obszarze działają największe siły. W komorze powietrze miesza się z kroplami paliwa i mieszanka kształtuje się strukturalnie, w taki sposób by zapłon przebiegł płynnie.
- Kolejnym elementem układu jest wtryskiwacz. Warto nadmienić, że obecnie większość nowoczesnych silników benzynowych także zasilanych jest wtryskiem bezpoś Wtryskiwacz ustawiony jest tak, by podać paliwo do komory spalania. Następuje to na ułamki sekund przed osiągnięciem górnego martwego punktu tłoka (GMP). To, o jaki kąt obrotu wału korbowego przed GMP nastąpi wtrysk przed górnym punktem, określa się jako kąt wyprzedzenia wtrysku. Jest to jeden z istotnych parametrów pracy silników wysokoprężnych.
Nim przejdziemy do tematu, jak dbać o silnik diesla, warto wspomnieć jeszcze o 2 elementach, bez których trudno wyobrazić sobie nowoczesnego „ropniaka”. Pierwszym jest turbosprężarka. Wolnossące diesle obecnie są niezwykle rzadkie, w większości zniknęły one z gamy producentów przed rokiem 2010. Inny ważny element to filtr cząstek stałych (DPF/FAP). Po raz pierwszy pojawił się w silnikach HDI FAP (Peugeot/Citroen) w roku 2000, ale po 2011 i wejściu w życie regulacji Euro 5, stał się praktycznie obowiązkowy. Jego zadaniem jest oczyszczanie spalin z sadzy i pyłów.
Jak dbać o silnik diesla starszej generacji?
Chociaż samochodów mających ponad 20 lat z rynku ciągle ubywa, to niektóre jednostki napędowe i modele aut były na tyle trwałe, że ciągle można je spotkać na drogach.. Silniki starszych typów często trafiały do pojazdów użytkowych i dostawczych, nawet gdy nie były oferowane już w modelach typowo osobowych. Za jednostki z tej kategorii uznamy te, które nie są wyposażone w układ wtryskowy common rail, pozbawione systemów recyrkulacji spalin i DPF. Będą to więc wolnossące i turbodoładowane diesle zasilane pompą rzędową lub rotacyjną pompą sekcyjną. Te same zasady będą dotyczyć także jednostek z pompo-wtryskiwaczami, które stosował koncern VW.
Silniki te są proste, zwykle trwałe i niezawodne. Wolnossące jednostki wymagają bezwzględnie regularnej wymiany oleju i filtra. Podczas ich pracy powstaje sporo sadzy, która szybko zanieczyszcza olej. Dlatego nawet w przypadku nowoczesnych smarów, należy wymieniać olej co 10 tys. km lub co rok (w zależności od tego, który warunek będzie spełniony wcześniej). Ze względu na właściwości oleju napędowego, z którego może wytrącać się parafina, warto wówczas wymienić też filtr paliwa.
Turbodiesli dotyczą te same zalecenia, ale oprócz tego dbanie o ich stan wymaga odpowiedniego traktowania w czasie jazdy. Turbosprężarka, w którą wyposażony jest typowy silnik wysokoprężny, ma niewielkie rozmiary. Zwykle zaczyna pracować przy około 2500 obr./min. Dopiero wówczas gazy spalinowe mają na tyle dużo energii, by turbina mogła napędzić sprężarkę. Jeżeli silnik będzie stale pracować poniżej tego poziomu, turbina ulegnie korozji i może się zapiec.
Dodatkowo turbodoładowany silnik diesla jest zestrojony do jazdy z udziałem sprężarki. Bez niej generuje więcej zanieczyszczeń, w tym sadzy, która zapyla także turbinę i przyczynia się do jej uszkodzenia. Z tego względu jeżdżąc turbodieslem, należy używać nieco wyższych obrotów i zmieniać biegi później. Jeżeli poruszasz się głównie po mieście, wybierz się w dłuższą trasę i pojedź większą niż zwykle prędkością.
Turbina nie powinna być także zbyt gwałtownie chłodzona. Jeżeli pokonałeś dłuższą trasę, pozostaw auto na wolnych obrotach przez 1-2 minuty, by temperatura spadła łagodniej i dopiero wtedy zgaś silnik.
Common rail diesel – jak dbać o silnik diesla nowszego typu?
Od przełomu poprzedniego wieku inne systemy zasilania silników diesla są wypierane przez układ common rail. Jest to moduł wtryskowy, w którym paliwo utrzymywane jest w specjalnej szynie wtryskowej pod bardzo wysokim ciśnieniem (około 1600-2000 barów/160-200 MPa). Wtryskiwacze, przeważnie piezoelektryczne, mogą być otwierane w krótkich (milisekundowych) interwałach. To pozwala podać mieszankę w ramach złożonego, wielofazowego procesu. Powoduje to, że ukształtowanie, dawkowanie paliwa i stopień rozpylenia, mogą być bardzo precyzyjne.
Wszystkie silniki common rail w samochodach osobowych wyposażono w turbosprężarki. Z tego powodu dotyczą ich wszystkie zalecenia, jakie wymieniliśmy w poprzednim akapicie na temat starszych silników, tj. dbanie o olej, filtry i turbinę.
Tym, co wyróżnia diesle z common rail, jest podatność na uszkodzenia wtryskiwaczy spowodowane niską jakością paliwa. Na początku XXI wieku w naszym kraju jakość oleju napędowego była często fatalna. Duża zawartość związków siarki i zanieczyszczeń stałych powodowała zapychanie lub zacieranie się wtryskiwaczy. Dziś jest to mniejszy problem, ale należy pamiętać, by korzystać ze sprawdzonych stacji benzynowych i nie próbować oszczędzać na paliwie stosując zamienniki, jak olej jadalny czy opałowy. Oprócz tego, że jest to nielegalne, szybko doprowadzi do awarii układu wtryskowego. Równie groźne dla żywotności układów wtryskowych mogą być ewentualne błędy podczas tankowania. O nich przeczytasz w naszym poradniku.
W jednostkach z common rail pojawiły się też systemy recyrkulacji spalin (EGR), które miały pomagać w dopalaniu niektórych składników. Część spalin kierowana jest ponownie do wnętrza silnika, gdzie działa na nie płonące paliwo. Niektóre układy tego typu mają tendencję do awarii i zapychania się. Warto przy okazji okresowej obsługi wyczyścić także zawory systemu EGR.
DPF diesel – jak dbać o silniki z filtrami cząstek stałych?
Obsługa filtrów cząstek stałych (występujących pod skrótami DPF lub FAP) okazała się w pewnym sensie gwoździem do trumny dla silników diesla. Większość producentów miała problemy z ich trwałością, a początkowo warsztaty nie radziły sobie z regeneracją. Generowało to koszty serwisowe i zraziło ludzi do tych. Filtry cząstek stałych są wyposażone w mechanizmy samooczyszczania. Działają one jednak tylko w bardzo określonych warunkach, dlatego to czy będą one skuteczne, zależy przede wszystkim od tego, jak będziesz traktować samochód.
W filtrze cząstek stałych osadzają się zanieczyszczenia, które następnie mają zostać spalone i ulotnić się do atmosfery w formie gazowej. W samochodach stosuje się 2 rodzaje:
- Mokre (w Peugeocie/Citroenie, określane jako FAP). Tutaj do filtra podawany jest specjalny płyn katalityczny, który znacząco obniża temperaturę zapłonu zanieczyszczeń. Zwykle w jego skład wchodzi cer, a bazę stanowią lekkie oleje. Po podaniu płynu sadza i inne cząstki spalają się w temperaturze 250-300 st. C, co oznacza, że filtr może się oczyścić nawet w czasie jazdy miejskiej. Nie jest to jednak zwykle wystarczające. Wypalanie tworzy popiół, który nie jest usuwany z filtra i może go zapchać.
- Suche (DPF). Nie są one wyposażone w dozownik płynu, dlatego by doszło do wypalenia zanieczyszczeń, konieczny jest wzrost temperatury do ok. 700 st. C.
Jak podkreśla ekspert Inter Cars: Temperaturę spalin w okolicach 700 st. C. można osiągnąć podczas szybszej jazdy na dłuższym odcinku, dlatego auta z DPF „lubią” autostrady i trasy szybkiego ruchu. W samochodach z suchym filtrem wprowadzono także specjalną procedurę wypalania. Polega ona na tym, że wtryskiwacze podają do cylindrów więcej paliwa niż potrzeba. W wyniku tego część z niego nie spala się i przedostaje się do wydechu, gdzie dochodzi do jego zapłonu. Zwiększa to temperaturę spalin i ułatwia wypalanie zanieczyszczeń.
Auta z FAP nie mają zwykle zaprogramowanej tej procedury, ale wysoka temperatura pozwala na pozbycie się także popiołów, dlatego warto regularnie jeździć samochodami z takim rozwiązaniem po trasach, gdzie dozwolona jest wyższa prędkość. Dzięki temu podzespół będzie drożny przez nawet 150 tys. km. Obecnie nie ma potrzeby wymiany filtra na nowy, jeżeli nie został uszkodzony lub stopiony. Istnieją skuteczne metody oczyszczania i regeneracji.
Jak dbać o silnik diesla zimą?
Okres zimowy jest dla jednostek wysokoprężnych trudny. Ze względu na właściwości oleju napędowego oraz to, jak działa silnik diesla, przy większych mrozach występują w nich problemy.
Pierwszą dolegliwością mogą być kłopoty z paliwem. W oleju napędowym znajduje się parafina, która w normalnych warunkach ułatwia samoczynny zapłon, jednak w czasie mrozu może się wytrącać i powodować problemy, takie jak zapychanie filtra paliwa czy wtryskiwaczy. Współcześnie nie powinno się to zdarzyć w temperaturach wyższych niż -20 st. C.
Należy jednak pamiętać o tym, jeżeli wybierasz się w zimniejsze rejony świata. By temu zapobiec, można zastosować specjalne dodatki do paliwa (dawniej stosowano denaturat lub benzynę, ale nie poleca się tego sposobu do nowoczesnych silników) lub (najbezpieczniej) zatankować na miejscu. Paliwo dostępne w Norwegii, Finlandii czy innych państwach o zbliżonym klimacie jest dostosowane do niższych temperatur. Przed zimą warto także wymienić filtr paliwa na nowy.
Drugim, bardziej powszechnym problemem, są kłopoty z rozruchem silnika. Do uruchomienia diesla konieczne jest użycie sporej siły. Rozruszniki i akumulatory w autach z jednostkami wysokoprężnymi mają trudne zadanie, szczególnie gdy zimą gęstnieje olej, a pojemność ogniw kwasowo-ołowiowych spada. Zużyty akumulator może wywołać problemy z uruchomieniem także latem, pogłębią się one z pewnością wraz ze spadkiem temperatury. By tego uniknąć, powinieneś:
- przed zimą dokonać diagnostyki akumulatora;
- wybierać oleje syntetyczne do diesli;
- sprawdzić sprawność świec żarowych.
Wszystkie ewentualne problemy z dieslem można rozwiązać przez odpowiednie użytkowanie i poprawną obsługę. Z łatwością Ci się to uda, jeżeli skorzystasz z oferty Inter Cars. Znajdziesz tam wyprodukowane przez wyselekcjonowane i sprawdzone firmy: materiały eksploatacyjne, oleje, dodatki do paliwa i części zamienne do Twojego silnika, dzięki którym będzie niezawodny i sprawny przez długie lata. Sprawdź je już teraz!
