Część 1: nowoczesne systemy oczyszczania spalin a utrata wymaganych właściwości oleju silnikowego. recyrkulacja spalin (EGR) oraz problem degradacji termicznej oleju.

Dla każdego, komu  nie są obce zasady działania silnika samochodowego, jest oczywiste, że nieprawidłowe działanie jednostki napędowej oraz obsługujących jej czujników i elementów wykonawczych może prowadzić do awarii układów oczyszczania spalin. Przykłady takich awarii silnika i układu zarządzania silnikiem są wielorakie - wymieńmy kilka z najczęstszych: zużycie mechaniczne (konsumpcja i spalanie oleju silnikowego), problemy z układem wtryskowym (np. uszkodzone lub źle zakodowane lub poza tolerancją wtryskiwacze), uszkodzona turbosprężarka (nieprawidłowe ustawienie siłownika wastegate, zmienna geometria VNG), dysfunkcja przepływomierza i/lub czujnika ciśnienia doładowania, wadliwe połączenia elektryczne itp.   

Ciekawym zagadnieniem jest odwrotność tego pierwszego zjawiska. Czy usterki w układach oczyszczania spalin mogą prowadzić do awarii silnika? Czy olej silnikowy może być wektorem, który przy usterkach układów oczyszczania spalin może doprowadzić, w skrajnych warunkach, do awarii silnika?  

Ponieważ odpowiedź nie jest oczywista, w dalszej części proponujemy odpowiedź na to pytanie. 
W celu zapoznania się z niezbędnymi pojęciami polecamy zrealizowanie kursu poświęconego smarowaniu i środkom smarnym który jest dostępny na bezpłatnej platformie e-learningowej Castrol: "Learning Campus": 

https://thelearningcampus.bp.com/uxp/login 

Po zaznajomieniu się z podstawowymi pojęciami możemy przejść do następnego rozdziału. Jeśli chcesz przypomnieć sobie, co zostało przedstawione, oto krótki przegląd tych pojęć. 

Szkolenia Castrol dla partnerów zawierają pierwszą część poświęconą olejom do silników samochodowych. Dowiadujemy się z niej, że zmniejszenie tarcia i zużycia to podstawowe funkcje środka smarnego, jednak musi on spełniać również wiele innych funkcji (np. ochrona powierzchni przed korozją, chłodzenie silnika, zapobieganie gromadzeniu się zanieczyszczeń i utrzymywanie ich w zawiesinie, utrzymywanie powierzchni w czystości, uszczelnianie komory spalania itd.). 

Warto więc pamiętać, że od oleju silnikowego wymaga się spełnienia wielu funkcji jednocześnie, aby zapewnić sprawną pracę silnika przez długi czas, bez pogarszania się jego stanu i bez wywoływania szkodliwych skutków dla środowiska. 

Różne funkcje oleju silnikowego związane są z jego poszczególnymi składnikami.  

Na przykład utrzymywanie elementów silnika (zwłaszcza tłoków i pierścieni tłokowych) w czystości i utrzymywanie zanieczyszczeń (tlenków, laków, lakierów, osadów) w zawiesinie to funkcje wspomagane przez te dodatki zwane detergentami i dyspersantami.   
W poprzednim artykule omówiliśmy związek między filtrem cząstek stałych a utratą lepkości oleju silnikowego. Teraz proponujemy omówienie recyrkulacji spalin (EGR) i rozkładu termicznego oleju w ramach tego samego ogólnego przypadku - nowoczesnego systemu oczyszczania spalin i utraty właściwości oleju silnikowego.   

W trakcie użytkowania oleju w silniku (okres pomiędzy dwiema wymianami) środek ten będzie zanieczyszczony różnymi substancjami (takimi jak paliwo, cząstki pochodzące ze zużycia części metalowych, tlenki, kwasy, woda itp.) 

Te zanieczyszczenia powodują zmiany fizyczne i chemiczne w środku smarnym, co z kolei może prowadzić do pewnego stopnia utraty wskaźnika lepkości lub pojawienia się wyeksploatowania termicznego. Jeśli zmiany te są wystarczająco poważne, może to prowadzić do lepkościowego lub termicznego rozkładu oleju, co może z kolei prowadzi do problemów z pracą silnika, a w końcu do jego awarii.  

"Załamanie lepkości" (oil breakdown) to zjawisko generowane głównie przez rozcieńczenie oleju paliwem i trwałe naprężenia ścinające polimery (przy których pękają długie wiązania między cząsteczkami), które omówiliśmy w poprzednim artykule.   

Załamanie termiczne to w zasadzie zmiana właściwości oleju silnikowego spowodowana nadmiarem ciepła w silniku, która poważnie zmniejsza zdolność oleju do utrzymania ochronnego filmu olejowego. Proces ten jest wzmacniany przez obecność zanieczyszczeń w oleju. 

Istnieją trzy główne rodzaje uszkodzeń termicznych: zagęszczanie oleju (wzrost lepkości), tworzenie osadów szlamu, laków i osadów węglowych oraz wzrost ilości spalanego oleju w silniku.  

Jakie nieprawidłowości w działaniu układu sterowania silnikiem mogą powodować przeciążenie termiczne oleju, a tym samym jego wyeksploatowanie?  

Oczywistą odpowiedzią byłaby awaria jakiegoś elementu układu chłodzenia - (pompa wody, zapchana chłodnica, zatkany termostat).  

Czasami też awaria wynika z nieprawidłowych procedur stosowanych w czynnościach obsługowych. 
Przy wymianie pompy cieczy chłodzącej należy przepłukać obieg przy użyciu starej pompy i wymienić płyn chłodzący. Gdy warsztat przystępuje bezpośrednio do demontażu pompy i uzupełniania wyciekającego płynu, w układzie pozostaje znaczna ilość zdegradowanego płynu, powodując nieodwracalne skutki (m.in. ryzyko uszkodzenia elementów uszczelniających podzespołu pompy). 
 
Gdy pompa cieczy chłodzącej dostarczana jest z uszczelką (niezależnie od materiału, z którego jest wykonana), surowo zabrania się dodawania masy uszczelniającej!

Praktyka warsztatowa czasami pokazuje użycie masy uszczelniającej która bywa użyta w tak dużej ilości, że blokuje obrót łopatek pompy cieczy chłodzącej. 

Dodanie bardzo dużej ilości pasty uszczelniającej uniemożliwia pompie cieczy chłodzącej uzyskanie właściwej płaszczyzny pracy (płaszczyzny, w której znajdują się pozostałe elementy napędzane paskiem); w efekcie na wale pompy pojawiają się dodatkowe naprężenia, powodujące szybkie uszkodzenie łożyskowania i wewnętrznych elementów uszczelniających (hałas toczenia, wyciek cieczy, przeciążenia termiczne). 

Układy chłodzenia ewoluowały tak, że dziś możemy spotkać znacznie bardziej skomplikowane systemy, które obejmują dla tego samego silnika kilka pomp (zarówno napędzanych mechanicznie, jak i elektrycznie), termostaty wspomagane elektrycznie oraz różne zawory elektromagnetyczne.