Suspaustomis gamtinėmis dujomis (SGD) ir suskystintomis naftos dujomis (SND) varomų automobilių variklių tepimas

Pastaruoju metu išskirtinis dėmesys buvo skiriamas alternatyviems degalams, tačiau nepakankamai atsižvelgta į variklių, naudojančių tuos degalus, alyvas, nors kiekvienai alternatyvių degalų rūšiai pageidautina naudoti šiek tiek skirtingos sudėties alyvą. Dauguma alternatyvių degalų nėra labai sudėtingi, todėl juos naudojančių variklių alyvai keliami reikalavimai nėra pernelyg griežti. Vis dėlto pramoninės alyvos pramonė turi atsižvelgti į poreikius, susijusius su individualiomis jų savybėmis. SGD arba SND varomų automobilių savininkams dažnai kyla klausimas, kodėl apskritai reikia naudoti specialią variklių alyvą? Tai tikrai geras klausimas, į kurį nėra paprasta pateikti atsakymą. Norint atsakyti, reikia gerai nusimanyti apie dujinį kurą, degimo procesus, variklių dalis ir technologijas, taip pat variklių alyvas. Šių tarpusavyje sąveikaujančių komponentų veikimas turi būti suderintas.

Ką gi reiškia šios santrumpos? Suspaustų gamtinių dujų (SGD) cheminė sudėtis yra paprasta (daugiausia jos sudarytos iš metano – CH4), bet dažnai jose yra ir nedidelis kiekis etano, propano, azoto, helio, anglies dioksido, vandenilio sulfido bei vandens garų. Suskystintos naftos dujos (SND), dažnai vadinamos automobiliams skirtomis dujomis, daugiausia sudarytos iš propano – C3H8, butano – C4H10 ir jų mišinių. EN 228 standarto reikalavimus atitinkantis automobilinis benzinas (kurio cheminėje sudėtyje anglies atomų skaičius svyruoja nuo C5 iki C12) yra sudėtingas šimtų angliavandenilių, aromatinių angliavandenilių, biologinės kilmės priemaišų ir priedų mišinys. EN 590 kokybės dyzeliniai degalai (kurių cheminėje sudėtyje anglies atomų skaičius svyruoja nuo C12 iki C20) yra angliavandenilių, biologinės kilmės priemaišų ir priedų mišinys. SGD ir SND yra mažiau aplinką teršiantys degalai, palyginti su automobiliniu benzinu ar dyzeliniais degalais. Dujos laikomos aplinką tausojančia alternatyva tradiciniams automobiliniams degalams ir, siekiant užtikrinti didesnį jų prieinamumą, yra parduodamos gerokai mažesne kaina, kuri yra papildomu privalumu. Todėl šie degalai yra ganėtinai patrauklūs daugeliui automobilių savininkų.

Nuomonės apie tai, kaip geriausia tepti variklius, naudojančius tokius degalus kaip SND ar SGD, skiriasi. Dar vienas klausimas, kokį naudoti alkoholį – bioetanolį ar biometanolį. Etanolis turi savybę, kuri turi didžiulį poveikį variklių alyvai, t. y. jis surenka vandenį sistemoje (iš degalų ar karterio), kuris tada pradeda ėsdinti bet kokius geležinius paviršius, taip pat ir guolius. Vanduo ir degimo metu susidarantys rūgštiniai šalutiniai produktai, tokie kaip sieros rūgštis (H2SO4) ir kitos žalingos medžiagos, neigiamai veikia visas neapsaugotas degalų sistemos metalines dalis ir sandariklius. Todėl nenuostabu, kad etanoliu varomi varikliai viduje gali būti labai veikiami korozijos. Bioetanolis iš esmės yra mišinys, kurio 85 % sudaro etanolis, o 15 % – automobilinis benzinas, nes pats etanolis žemesnėje temperatūroje nėra labai lakus ir vien juo sunku užvesti kibirkštinio uždegimo variklį. Šiems varikliams skirtose variklių alyvose yra papildomų korozijos inhibitorių ir dispergentų, padedančių spręsti problemą. Bendrovė „Castrol“ anksčiau tiekė specialią sunkiosioms transporto priemonėms su gamtinėmis dujomis varomais varikliais pritaikytą variklių alyvą „Castrol Tection Gas 15W-40“. Dabar mes rekomenduojame alyvą „Castrol Vecton Long Drain 10W-40 E6/E9“, nes ji tinkamesnė naudoti dėl jos sudėtyje esančių pelenų ir detergentų kiekio, taip pat antioksidantų. Lengviesiems automobiliams siūlome įprastinę variklių alyvą, rekomenduojamą dėl tų pačių priežasčių, kuri turi būti keičiama laikantis skirtingų nustatytų alyvos keitimo intervalų, pvz., „Ford Mondeo“ – kas 10 000 km. Taigi, kuo skiriasi dujinių variklių tepimas?

Variklių alyvos technologijos tobulėja, todėl poreikių, susijusių su ilgesniais keitimo intervalais, geresne apsauga ir degalų taupymu, atitikimui alyvos irimo procesai tampa vis sudėtingesni. Be to, padėtį dar labiau komplikuoja alyvų papildymas naujais cheminiais priedais ir labai sudėtingos sąlygos, kuriomis naudojamos alyvos šiuolaikiniuose varikliuose. Variklių technologijų pažanga, dėl kurios buvo sumažintas jų dydis ir pradėti naudoti tiesioginio įpurškimo benzininiai varikliai, lėmė itin sudėtingas variklių alyvos naudojimo sąlygas. Dėl šių techninės įrangos pokyčių ne tik padidėjo specifinis galios tankis ir alyvos temperatūra, bet ir sumažėjo naudojamos alyvos kiekis, taigi alyva stūmoklio zonoje būna ilgiau ir yra veikiama išmetamųjų NOx (azoto oksidų – NO ir NO2) aukštesnėje nei normali temperatūroje. Tai visų pirma pasakytina apie variklius, kuriuose naudojamos gamtinės dujos – tokie varikliai veikdami įkaista gerokai labiau, nei skystaisiais degalais varomi varikliai, kuriuose patys degalai papildomai vėsina. Visi šie pokyčiai reiškia, kad padidėja variklių alyvos nitrinimas, oksidacija ir labai paspartėja jos irimas.

Nitrinimas (kuris tebėra svarbiausia su dujinių degalų naudojimu susijusi problema) yra variklių alyvos irimas, kurį sukelia azoto oksidai, susidarantys degimo proceso metu. Tai ypač dažnas reiškinys naudojant dujomis varomus variklius, kuriuose susidaro didelė azoto oksidų koncentracija. Žema karterio alyvos temperatūra paspartina nitrinimo procesą. Dujomis varomų variklių atveju nitrinimas yra pagrindiniu veiksniu, lemiančiu alyvos tinkamumo naudoti trukmę. Šalutiniai azoto oksidų produktai patenka į variklių alyvą variklio įprasto veikimo metu dėl prapūtimo pro suspaudimo žiedus. Moksliniai tyrimai rodo, kad alyvos nitrinimo smailės aukštis tampa dvigubai didesnis per pirmąjį 10 °C temperatūros intervalą po to, kai alyvos temperatūra viršija 110 °C, ir yra net 4 kartus didesnis, kai pasiekiama 130 °C temperatūra, kuriai esant nitrintos medžiagos pradeda sparčiai irti. Vis dėlto variklių alyvos oksidacija ir toliau sparčiai didėja.

Nors dujos, palyginti su įprastiniu automobiliniu benzinu ar dyzeliniais degalais, dega gerokai švariau, pats degimas vyksta esant daug aukštesnei temperatūrai ir tokia temperatūra išsilaiko daug ilgiau. Kai variklis yra neteisingai prižiūrimas, pvz., neteisingai sureguliuotas oro-degalų santykis arba sutrikęs IDR vožtuvo veikimas, kyla didelis nepakankamo tepimo pavojus. Šiuo metu siekiant išvengti tepimo problemų geriausia naudoti aukštos kokybės mažai pelenų turinčią variklių alyvą. Variklių alyva, naudojama dujomis varomuose varikliuose, turi apsaugoti nuo nuosėdų susidarymo. Dujinių variklių stūmoklio galvutės srityje linkusios formuotis nuosėdos, dėl kurių tampa nekontroliuojamas degimas ir pablogėja variklio veikimas, o nesiimant priemonių variklis gali būti nepataisomai sugadintas.

Dažniausia įvairiems rinkoje sutinkamiems dujomis (SGD, SND, alkoholis) varomiems varikliams tepti naudojama automobiliams skirta įprastinė ACEA A / B arba C klasės arba API kategorijos sertifikatus turinti variklių alyva, pvz., SL, SM arba SN. SGD ir SND mažiausiai veikia variklių alyvą, nes jos yra daug švaresnės nei įprasti degalai. Tačiau šios dujos vis dėlto gali daryti žalą, jei naudojamos senesniuose (pagamintuose iki 2011 m.) varikliuose, nes kai kurios jų dalys nėra atsparios korozijai. Problemos dažniausiai atsiranda tuomet, kai įranga yra nenaudojama ilgesnį laiką, per kurį korozija gali išplisti į pagrindines variklių dalis. Rinkoje veikia keletas įmonių, kurios specializuojasi alyvos, kurios sudėtyje yra mažai pelenų, bet pakankamas kiekis apsaugą nuo dėvėjimosi ir oksidacijos užtikrinančių medžiagų, gamyboje. Taip yra todėl, kad naudojant tokius variklius keliami vis dar tie patys vožtuvų apsaugos nuo dėvėjimosi reikalavimai, bet nebėra tų pačių dispergentų ir ploviklių poreikio. Atsparumas oksidacijai yra labai svarbus, nes dujiniai degalai dėl savo santykinai aukštos degimo temperatūros turi papildomą poveikį variklių alyvoms.

Apibendrinant, įprastos automobilių variklių alyvos gali tam tikru mastu būti sėkmingai naudojamos daugumai variklių tepti. Pavyzdžiui, „Volkswagen Caddy“ varikliui „1.6 BiFuel LPG“ reikia VW 502 00 arba VW 504 00 specifikacijų variklių alyvos, o „Castrol EDGE 5W-30 LL“ alyva kaip tik visiškai jas atitinka; „Dacia Logan II“ varikliui „1,2 LPG“ reikia ACEA A3 / B4 arba A5 / B5 klasės variklių alyvos, o alyvos „Castrol Magnatec Stop-Start 5W-30 A5“ ir „Castrol EDGE 0W-40 A3/B4“ kaip tik ir užtikrina geriausią apsaugą; „Kia Picanto“ varikliui „1,0 LPG“ pirminės įrangos gamintojas reikalauja naudoti API SM, ILSAC GF-4 klasės variklių alyvą, o minėtus reikalavimus puikiai atitinka „Castrol Magnatec Stop-Start 5W-30 A5“, „Castrol Magnatec Stop-Start 5W-30 C2“ ir „Castrol Magnatec Stop-Start 5W-20 E“ alyvos; „Volvo V70“ varikliui „2,4 Bi-Fuel CNG“ pirminės įrangos gamintojas reikalauja naudoti ACEA A3 / B4 klasių variklių alyvą, o „Castrol“ ir šiuo atveju gali pasiūlyti keletą alyvų: „EDGE 0W-30 A3/B4“, „EDGE 0W-40 A3/B4“ ir „Magnatec 5W-40 A3/B4“; „Opel Zafira B“ varikliui „1,6 CNG Turbo ecoFlex“ reikia „GM dexos2“ standartą atitinkančios variklių alyvos, todėl tinkamiausios variklių alyvos rūšys yra „Castrol EDGE 0W-30“, „Castrol EDGE Turbo Diesel 5W-40“ ir „Castrol Magnatec 5W-40 C3“; „Ford C-Max“ varikliui „2,0 SGD“ pirminės įrangos gamintojas reikalauja naudoti WSS-M2C913-B / C specifikaciją atitinkančią SAE 5W-30 alyvą arba WSS-M2C948-B specifikaciją atitinkančią SAE 5W-20 alyvą; šiuos reikalavimus geriausiai tenkina variklių alyvos „Castrol Magnatec Stop-Start 5W-20 E“ ir „Castrol Magnatec Stop-Start 5W-30 A5“. Tačiau tuo atveju, jei pirminės įrangos gamintojas ragina naudoti specialią alyvą, nurodydamas, kad ji tikrai duos geresnių rezultatų, vadinasi, įprastos variklių alyvos gali nepakakti. Pavyzdžiui, „Fiat Punto“ varikliui „0,9 TwinAir Turbo CNG“ pirminės įrangos gamintojas rekomenduoja „Fiat 9.55535-T2“ specifikaciją atitinkančią SAE klampumo klasės SAE 5W-40 variklių alyvą; šiuo atveju „Castrol“ siūlo „Magnatec 5W-40 C3“, skirtą įprastinėms ir sunkioms eksploatavimo sąlygoms, tačiau pirminės įrangos gamintojas pritaria tik specialios alyvos „Selenia Multipower Gas 5W-40“, labiausiai tinkančios sunkioms eksploatavimo sąlygoms, naudojimui, kartu sutrumpindamas alyvos keitimo intervalą vos iki 12 mėnesių. Kitas pavyzdys - „Citroën Berlingo Multispace B9“ variklis „1.4i CNG“ kuriam reikalinga PSA B71 2296/PSA B71 2293 specifikaciją atitinkanti SAE 5W-40 variklių alyva arba PSA B71 2290/PSA B71 2288 specifikaciją atitinkanti SAE 5W-30 variklių alyva; šiuo atveju rekomenduojama naudoti alyvas „Castrol Magnatec Stop-Start 5W-30 C2“ arba „Castrol Magnatec 5W-40 A3/B4“, tačiau esant sunkioms eksploatavimo sąlygoms sutrumpinti alyvos keitimo intervalą iki 20 000 km. Kaip galima matyti iš to, kas išdėstyta, yra įvairių rekomendacijų dėl variklių alyvos, taigi norint pasiekti geriausių rezultatų turi būti naudojama aukščiausios kokybės alyva ir visada laikomasi pirminės įrangos gamintojų reikalavimų.