Motorolaj hígulás a dízel részecskeszűrős (DPF) motorokban: okok és megelőzés
Egyre több ügyfelünk fordul hozzánk azzal a panasszal, hogy megnövekedett fogyasztásra és felhígult motorolajra figyelnek fel járműveikben. Úgy döntöttünk, utánanézünk kicsit a témának és tájékoztatunk minden érdeklődőt.
A dízel részecskeszűrő (DPF) működése és regenerációja
A dízelmotor koromszűrője, pontosabban részecskeszűrője (DPF - Diesel Particulate Filter) környezetünk és saját egészségünk védelme érdekében nélkülözhetetlen. Ez ma már az Euro 5 és Euro 6 szabványok teljesítéséhez is feltétlenül szükséges alkatrész.
A DPF felfogja, kiszűri a kipufogógázból a részecskéket, és magában tárolja. Hatásfoka a teljes szemcseméret tartományban eléri a 95%-ot. Tisztítása - regenerálása - a részecske szén és szénhidrogén tartalmának oxidációját jelenti, ezekből széndioxid és víz keletkezik.
Az oxidáció beindításához oxigén és hő, egy meghatározott hőmérséklet-küszöbnél nagyobb kipufogógáz-hőmérséklet kell. Oxigén a dízelmotorból bőségesen kerül ki, főleg a részterhelési tartományban, és a kipufogógáz is meleg. Ekkor az oxidáció spontán végbemegy, a DPF szűr és szinte folyamatosan regenerálódik is.
A DPF regeneráció kihívásai városi forgalomban
Városi, erős forgalmi gátlású üzemben van baj. A kipufogógáz részecske nagyobb mennyiségben nagyobb dózisnál keletkezik, igaz, hogy ez nagy kipufogógáz hőmérséklettel is együtt jár. Igen, de városban, szaggatott haladásnál „kövérebb” gázzal indulunk, nagy gázzal zárkózunk fel, meghúzzuk, hogy még a halványzöldön átérjünk, majd ismét állunk. Erősen szaggatott a terhelés, komoly gázadások és alapjárat váltják egymást.
Avensis motorolaj feltöltési útmutató
Ennek eredményeként a korom berakódik a szűrőbe és nem tud begyulladni, mert a kipufogógáz átlaghőfoka csak 100-150 °C. Pedig normál szűrőnél 600-650 °C, katalitikus anyaggal bevont szűrőnél (CSF, CDPF) vagy folyékony katalizátornál (FAP) is 450 °C lenne szükséges a hatékony regenerációhoz.
Hőtermelés a regenerációhoz: a késői befecskendezés
A feladat adott: hőt kell termelni. A kipufogógáz hőmérsékletét kell motorikus intézkedésekkel a fenti értékre felhozni. Cikkünk tárgyához a legfontosabb hőfoknövelési eljárás, a késői befecskendezés kapcsolódik.
Kézenfekvő, hogy a szükséges hőt a gázolaj elégetéséből állítsuk elő. A kipufogógáz hőmérsékletét az elhúzódó égésfolyamat megnöveli, tehát az égéslefolyást kell a főtengelyelfordulás mentén késleltetni, erősen belenyúlóan a terjeszkedési ütembe. Az egyébként szükséges motormunka (hiszen a regenerálás alatt az autóval haladunk) az elhúzódó égéssel lecsökken, ezt dózisnöveléssel kompenzáljuk, ami fogyasztásnövekedéssel jár.
A Common Rail befecskendezés és az utóbefecskendezés
A Common Rail (CR) technika azonban más megoldást is lehetővé tesz, és ma ez a gyakorlat. A motormunkát adó fő égéshez szükséges befecskendezést a helyén hagyják, vagy csak kicsit késleltetik, és szokásosan eléje helyezik a pilotbefecskendezést. A főadag befecskendezése után, szükség szerint jön egy utóbefecskendezés és egy második, vagy más néven egy késői befecskendezés.
A főadag a dugattyúkamra peremére érkezik, oda, ahová azt az optimalizált elégetési eljárás megkívánja. Az utóbefecskendezés már a szabad hengertéri gázba jut. Ott megy végbe a gázolaj keveredése és égése. A sugár elérheti a hengerfalat, de a nagy gázhőmérséklet hamar elpárologtatja. Ez az energia jobbára már csak a gázhőmérsékletet növeli, effektív munka alig lesz belőle.
Értelmezze a Mitsubishi műszerfalának motorolaj szintjelzőit
A késői vagy második utóbefecskendezésre az alsó holtpont előtt, közvetlenül a kipufogószelep nyitás előtt kerül sor. Ez a sugár eléri a hengerfalat, már a hővédő pajzs, a fal melletti meleg gáz sem akadályozza meg ebben.
Ez a gázolaj is párolog, és a kipufogógáz árammal a kipufogócsőbe kerül. Eljut az oxidációs katalizátorig, és ott oxidálódik, ezzel növelve meg a kipufogógáz hőmérsékletét. Eddig baj nem lenne, ha csak nem az, hogy a tüzelőanyag-fogyasztás nagyobb lesz.
Motorolaj hígulás: a késői befecskendezés mellékhatása
A késő befecskendezés falat elérő gázolajának egy része azonban a hengerfalról a karterba, és így a kenőolajba jut. A kenőolajat felhígítja. Az első és második utóbefecskendezés mennyiségéből átlagosan kb. 6% kerül a motorolajba (Renault adat). Ez az a mellékhatás, mely ma a DPF-fel szerelt dízelmotorok alapvető gondját jelenti.
Ha minden tökéletesen működik, akkor a gépkocsi vezetőjének a kényszerregenerációs üzemet észre sem lenne szabad vennie. Amennyiben e folyamat alatt nézi a fedélzeti fogyasztásmérő kijelzését, látnia kell a fogyasztás növekedését. Például alapjáraton az eddigi 0,6 l/h érték akár 3 l/h-ra növekedhet. Zajnövekedés, csekély rángatás is lehet mellékhatás.
A kényszerregenerálás gyakorisága
A kényszerregenerálás gyakorisága tág km-futás határok között változhat. Elsősorban a gépkocsi menetkörülményeinek milyenségétől függ, a városi üzemtől, annak gátoltságától. Jó hatással van, ha valaki a belvárosból kikerülve tud gyorsabban haladni az otthonáig, például teljes utazási idejének 25%-ban. Függ attól, hogy két, három naponta van-e országúti menete. Tehát adott időtartamon keresztül (10-15 perc) eléri-e a kipufogógáz hőfoka a maga természete szerint a fenti határértéket, vagy csak városban jár az autó.
Olcsó Mol 15W-40 Motorolaj (50 Liter) Vásárlás
Kényszerregenerálás gyakorisága menetkörülmények alapján
| Menetkörülmények | Gyakoriság (kb. km-enként) |
|---|---|
| Erősen gátolt városi üzem | 350-400 km |
| Elővárosi üzemet is tartalmazó utazás | 1000-1500 km |
| Hosszabb országúti/autópálya üzem | Normálisan kiég a DPF, az intervallum meghosszabbodik |
Ha valamilyen ok miatt a regenerálások száma megnövekszik, az intervallum csökken, a hígulási effektus felgyorsulhat.
Környezeti és egészségügyi vonatkozások
Ahogy a CASTROL cég egy összefoglaló tanulmányából is idézhetjük: Németországban évente kb. 7000 a közúti balesetben elhalálozottak száma, és ennek kétszerese a dízelmotor részecskekibocsátás miatti haláleseteké. Sok tragikus esetről hallani, például tüdőrákról és bőrrákról, melyek jó részben a kipufogógáz részecskék, a korom okozói. Az emberek az óvatosságra nem sokat adnak. Miért pont velük történne baj?
Miért veszélyes a motorolaj hígulás?
Mindenki tudja, hogy a motorolaj sokféle, szigorúan meghatározott tulajdonsága, képessége leértékelődik, sőt megszűnik, ha tüzelőanyag kerül bele. A hígulás határértékeként 8%-ot adnak meg a szakemberek, de a gyakorlatban tapasztalt hígulás elérheti a 20-25%-ot is, ami hamarosan motorkárosodáshoz (csapágyhibákhoz) vezet. A kenőanyag viszkozitáscsökkenése az egyik nem kívánatos hatás.
A felhígult olajat cserélni kell, így megnő a szükséges olajcserék száma. A hígulást az üzemeltető - ha van nívópálca - az olajszint növekedésén észleli. A DPF dízelmotornál Long Life olajat használni nem érdemes, mert annak élettartamát az olajhígulás miatt nem lehet kihasználni.
A bio-komponensek hatása az olajhígulásra
A motor nagy terhelésénél (nagy olajhőmérséklet) a gázolajjal felhígult motorolaj némileg regenerálódik, mert a gázolaj kigőzölög belőle. A ma használt, biokomponens tartalmú kúti gázolajak a felhígulás szempontjából nem kedvezőek. A gázolaj biokomponense lényegesen nehezebben tud a gázolajból kigőzölögni, tehát tartósabban benne marad. Ha növelik a kúti gázolaj biokomponens tartalmát, vagy biogázolajjal üzemeltetik a gépjárművet, a hatás fokozódik.
Példa: Mazda visszahívási akciók
2009 januárjától a Mazdának igen nagy számban kellett márkaszervizeibe visszahívnia kétliteres dízelmotorral szerelt autóit. Az érintett modellek közé tartozott többek között a Mazda3 2.0 MZR-CD, Mazda5 (CR) 2.0 MZR-CD, valamint a Mazda6 első generációs 2.0 MZR-CD modelljei.
Ezeknél az autóknál a koromszűrő- (DPF) regenerálás motorvezérlő által elindított folyamata sokszor megkezdődik, de nem fejeződik be teljes mértékben, tehát a regenerálás nem megy végbe maradéktalanul. Mindez elsősorban rövid autóhasználatnál, rövid idejű városi futásnál tapasztalható, és együtt jár a motorolaj felhígulásával, a motorolajszint emelkedésével.
A felhígult motorolaj, egyéb motorkárosító hatása mellett az égéstérbe feljut és elég. A felhígult motorolajat a dugattyúgyűrűk felpumpálják, illetve a regeneráláshoz szükséges, a kipufogógáz hőfoknövelését eredményező szívócsőfojtás, a kialakuló hengertéri depresszió „felhúzza”. Mindez erőteljes fehérfüst-kibocsátással, a motor felpörgésével és túlpörgésével, az autó felgyorsulásával jár együtt. Szerencsétlen esetben a motor a gyújtáskulcs elfordításával nem állítható le.
A visszahívott autóknál a DPF-regenerálás szoftverét programozzák újra, hogy a regenerálási ciklust optimalizálják. Ezzel együtt a DPF műszerfali figyelmeztető lámpáját már akkor kigyújtják, ha a káros mértékű olajfelhígulás valószínűsíthető. Ekkor - még időben - olajcserét kell végezni.
Gyártói megoldások az olajhígulás mérséklésére
Mit tesznek a konstruktőrök, hogy az olajhígulást mérsékeljék? Amíg alkalmazni kell a késő befecskendezést, addig az olajhígulás nem kerülhető el, legfeljebb mérsékelhető.
Ma ennek egyik módja, hogy a lehető legpontosabban igyekeznek meghatározni az éppen szükséges késői befecskendezés dózisát. (Tehát nem az az elv, hogy adjunk neki, biztos, ami biztos…)
Másodszor igyekeznek elkerülni, hogy a késői befecskendezés sugara elérje a hengerfalat. Ennek legjobb megoldása a késői befecskendezés megkettőzése. A kisebb adag sugarának behatolóképessége kisebb, így remélhetőleg nem vagy csak alig éri el a hengerfalat. Ez az a megoldás - a késői befecskendezés megkettőzése -, melyet utólag, az autók visszahívásánál programozással is életbe tudnak léptetni.
A még nem így működőknél számos műszaki probléma léphet fel, főleg a szervizekben végzett, rendszerteszterrel kiváltott kényszerregenerálásnál. A túltöltődött koromszűrőben a begyulladó korom szabályosan szétéget mindent a környezetében.
Szóba kerülhet, hogy a porlasztóból kilépő gázolajsugár szöge a hengertengelyhez viszonyítva kisebb legyen, így a sugár nem éri el a hengerfalat. Ez azonban a teljes keverékképzési, elégetési eljárás és ennek megfelelően a dugattyúkamra átalakításával jár együtt, ezt ma a gyártók nem vállalják, és biztos, hogy nem is ad optimumot.
Kipufogócső-befecskendezés (EFI)
Olvasóink előtt nem ismeretlen az a megoldás, melynél a DPF felmelegítéséhez szükséges gázolajat a kipufogócsőbe, közvetlenül a DPF előtti oxidációs katalizátor elé fecskendezik be. A megoldás úttörője a Renault. A Toyota D-DCAT megoldása is használ kipufogócső gázolajbefecskendezést, a felmelegítésen túl még további célokkal.
A kipufogócsőbe történő befecskendezés angol rövidítése EFI - Exhaust Fuel Injection. A Renault az EURO 5-ös motorjainál veti be ezt a technikát, az 1,5 dCi-től a 3,0 dCi motorokig. Korábban, már 2006-tól alkalmazta az Euro 4-es, 1,5 dCi 78 kW-os motornál. Ez a kialakítás még tartalmazott egy, a kipufogóleömlő után közvetlenül elhelyezett DOC-ot, és ez után fecskendezték be a gázolajat. A gázolajat önálló villamos szivattyú szállította, a porlasztóegységet vízzel hűtötték.
A mai rendszernél ez a DOC már nincs, csak a közvetlenül a DPF elé, vele egybeépített DOC maradt meg. A turbótöltő turbinája után elhelyezett befecskendezőhöz a gázolaj a CR nagynyomású szivattyútól érkezik. A porlasztó léghűtésű.
Vajon ez teljesen kizárja az olajhígítást? Ha elegendő lenne csak a kipufogóbefecskendező dózisa a kipufogógáz felmelegítéshez, akkor természetesen igen. De sajnos nem elegendő! Legalább 400 °C hőmérsékletűnek kell lennie a kipufogógáznak ahhoz, hogy a gázolaj kellőképpen elpárologjon. Kis terhelésű motor kipufogógáz-hőfoka ennél kisebb, így szükséges a motorban az utóbefecskendezés. A késői vagy második utóbefecskendezés azonban elhagyható. Ezzel a Renault elérte, hogy az olajhígulás a korábbi - kipufogóbefecskendezés nélküli - érték felére essen vissza. Ezt komoly eredménynek könyvelik el!
Egyéb tényezők, melyek befolyásolják a motorolaj minőségét
A motorolaj kulcsszerepet játszik a jármű motorjának védelmében, kenésében és hűtésében. Enélkül a belső égésű motor gyorsan meghibásodna a súrlódás, a túlmelegedés vagy a szennyeződések miatt. Azonban előfordulhat, hogy a motorolaj minősége romlik, vagy épp valamilyen hiba miatt nem látja el megfelelően a feladatát.
Nem megfelelő olajspecifikáció
A gyári előírásoknak műszakilag is jelentőségük van. Például a VW 505.01 a Volkswagen közvetlen-befecskendezésű dízelmotorjaihoz előírt szabvány. A közvetlen befecskendezésű dízelmotorokban magasabb a hőmérséklet, mint a hagyományos motorokban. A dugattyúban és a gyűrűk környékén fellépő magas hőmérséklet extra megterhelést jelent az olaj számára. A magasabb hőmérséklet miatt több nitrogén-oxid is keletkezik, amely fokozatosan tönkreteszi az olajat. Egy nem megfelelő teljesítményszintű olaj használatával csökkenhet a motor hatásfoka, sőt a motor károsodhat is. A már említett magas hőmérséklet és a nitrogén-oxidok gyorsabban tönkretesznek egy erre nem megfelelően felkészített olajat. Így az nem biztos, hogy a csereperiódus végéig el tudja látni a feladatát.
Mechanikai meghibásodások és szennyeződések
- Dugattyúgyűrűk meghibásodása: Ha a dugattyúgyűrűk nem zárják le megfelelően az égéstér és a henger közötti teret.
- Injektor hibája: Az injektorok felelősek az üzemanyag befecskendezéséért az égéstérbe.
- Hűtőfolyadék szivárgás: Ha a hűtőrendszerben lévő csövek, tömítések vagy hűtőradiátor meghibásodik vagy sérül, akkor a hűtőfolyadék szivároghat az olajrendszerbe. A hengerfej tömítés hibája esetén is előfordulhat.
Rövid távú vezetés hatása
A gyakori rövid távú vezetés is hozzájárulhat az olaj hígulásához és más motorolaj problémákhoz. A rövid távú utak során a motornak általában nincs ideje megfelelően felmelegedni, és ez káros hatással lehet az olaj minőségére és a motorolaj rendszerre. Amikor a motor hideg marad, vagy csak rövid ideig működik, a hőmérsékleti ingadozások miatt vízgőz és más kondenzátumok képződhetnek az olajrendszerben.
A motorolaj problémák felismerése és megelőzése
Aki időben felismeri a motorolaj hibákra utaló jeleket, jelentős javítási költségektől kímélheti meg magát.
Figyelmeztető jelek a motorolaj problémáira
- Szokatlan motorhangok: Amikor a motorolaj már nem képes megfelelő kenést biztosítani, a fém alkatrészek közötti súrlódás nő. Ez először halkabb zörejekkel, majd egyre hangosabb kopogással, csattogással jelentkezhet. Ha a motor beindítása után szokatlan hangokat hallunk, például csikorgást vagy fémes zajokat, az motorolaj problémára utalhat.
- Olajfoltok a jármű alatt: Ha a gépjármű alatt olajos foltok jelennek meg, az erősen utalhat motorolaj szivárgásra. A hiba súlyosságától függően a motor gyorsan elveszítheti a kenőanyagát.
- Motor túlmelegedése: Ha a motor rendszeresen túlmelegszik, az motorolaj-hibára is utalhat. Az elhasználódott olaj már nem tudja elvezetni a hőt a súrlódó felületekről.
- Gyors olajfogyás: Ha a szintje túl gyorsan csökken, látható szivárgás nélkül is, például ha a motor belső égéssel égeti el az olajat. Ilyenkor az égéstérbe kerül az olaj, és füst formájában távozik a kipufogón keresztül.
- Füst a kipufogóból: A kék vagy szürkés füst egyértelműen arra utal, hogy az olaj bejut az égéstérbe, és ott elég. Ez leggyakrabban akkor fordul elő, ha a motor kopott vagy hibás tömítések miatt átereszti az olajat.
- Olajnyomás-lámpa jelzése: Ha ez világít vagy villog, azt jelenti, hogy az olajnyomás nem megfelelő. Ez több okra is visszavezethető lehet: például az olajszint alacsony, az olajszivattyú hibás, vagy a szűrő eldugult.
- Teljesítmény visszaesése: Ha azt tapasztaljuk, hogy autónk lassabban gyorsul, nehezebben éri el a megszokott sebességet. A nem megfelelő kenés miatt a motor belső súrlódása nő, ami rontja az energiaátadást.
- Olaj állapotának vizuális ellenőrzése: Ha ellenőrzéskor azt látjuk, hogy az olaj sötét, zavaros vagy szennyeződéseket tartalmaz, az probléma jele lehet. Az is aggasztó, ha az olaj tejszerű, habos állagú - ez víz vagy hűtőfolyadék jelenlétére utal. Az égett, édeskés vagy kellemetlen szag motorhibát jelezhet.
Mit tehetünk az olajhígulás és motorolaj problémák ellen?
Mi a teendő, ha hígul az olaj? Először is célszerű gyakran ellenőrizni a motorolajszintet. Az olajszintet a motor leállítása után csak minimum negyed óra elteltével nézzük meg. Ha megnövekedett az olajszint és sokat járunk városban, tanácsos egy legalább 30 km-es autópálya üzemet, a KRESZ által megengedett legnagyobb sebességgel befutnunk. „Izzadjon ki” az olaj, tisztuljon a DPF. Ha ez nem segített, bizony olajat kell cserélnünk.
A motor a jármű legfontosabb része, és a rendszeres olajcsere elengedhetetlen a motor zökkenőmentes működéséhez, hiszen az éltető eleme. Fontos, hogy nem csak a futott kilométer alapján merülhet fel, hogy eljött az olajcsere ideje. A vezetési stílus és az olaj öregsége épp olyan fontos tényezők, mint a gyártó által meghatározott karbantartási ütemterv követése.
Ha a műszerfalon az OBD lámpa vagy a DPF visszajelzője kigyullad, kiemelten akkor, ha villog, feltétlenül szervizbe kell vinni az autót. Az autógyárak a szükségessé váló utólagos beavatkozási műveleteket sajnos nem mindig kiértesítéses visszahívási akcióik keretei között csináltatják meg márkaszervizeikkel. Van úgy, hogy akkor végzik el csendesen a szükséges beavatkozást, ha az autó szervizre érkezik. A koromszűrő és a felhígult motorolaj esetében csak ne legyen későn!