czyszczenie i regeneracja
wtryskiwaczy benzynowych i gazowych

Powered by

Czy benzyna zanieczyszcza wtryskiwacze?


Zanieczyszczenia benzyny to substancje stałe lub ciekłe, które przedostają się do benzyny w wyniku produkcji, transportu, magazynowania, dystrybucji i użytkowania tego paliwa. Zanieczyszczenia w znacznym stopniu wpływają na jakość benzyny i są dużym zagrożeniem dla współczesnych układów paliwowych. Wszystkie zanieczyszczenia, w sposób negatywny wpływają na pracę komponentów układu paliwowego powodując min:
  • zużycie ścierne i erozyjne współpracujących powierzchni iglicy wtryskiwacza i rozpylacza,
  • blokowanie otworków końcówki rozpylacza,
  • osadzanie się na filtrze siatkowym i elementach wewnątrz wtryskiwacza.
Procesy te zaburzają prawidłowe funkcjonowanie wtryskiwaczy, co skutkuje zaburzonym przepływem paliwa - dawkowaniem, oraz gorszą jakością rozpylania - atomizacją.
Oprócz zanieczyszczeń mineralnych, dużym zagrożeniem dla prawidłowej pracy układu paliwowego są występujące w benzynie olefiny i ich pochodne.

Olefiny - czym są i czemu stanowią zagrożenie dla układów wtryskowych

Olefiny to organiczne związki chemiczne z grupy węglowodorów nienasyconych, w których występuje jedno lub więcej podwójnych wiązań chemicznych między atomami węgla. Węglowodory te cechuje niska stabilność termiczna, dzięki czemu mają one tendencję do tworzenia żywic i osadów, które osadzając się w układzie dolotowym silnika, ograniczają jego osiągi i zwiększają toksyczność spalin. Zgodnie z normą regulującą właściwości i jakości paliw PN-EN 228, maksymalna dopuszczalna zawartość olefin w benzynie silnikowej to 18% (V/V).

Skąd się biorą żywice w paliwie

Żywice obecne w benzynie
Podczas magazynowania benzyny zachodzą procesy utleniania, kondensacji i polimeryzacji. Produktami tych procesów są różnego rodzaju związki chemiczne, podczas których wytrącane zostaję żywice - nierozpuszczalne, skłonne do przywierania, o ciemnobrązowym zabarwieniu nielotne związki chemiczne, które przywierając do elementów silnika tworzą osady i nagary, wpływając negatywnie na funkcjonowanie silnika i jego podzespołów. Dodatkowymi warunkami wpływającymi na ww procesy są temperatura, kontakt z powietrzem, ilość magazynowanego paliwa oraz skład chemiczny paliwa, w tym obecność siarki, azotu i związków tlenowych.

Żywice występujące w benzynie

Niestety nawet najlepsza jakościowo, dostępna na rynku benzyna zawiera w sobie żywice. Są to żywice obecne, przemyte i potencjalne.

Żywice obecne to żywice wytrącające się w postaci osadów po całkowitym odparowaniu benzyny. Nazwa obecne bierze się stąd, że są to żywice obecne w benzynie również świeżo wyprodukowanej. Żywice te określane są również jako żywice nieprzemyte, gdyż część żywic obecnych jest rozpuszczalna w rozpuszczalniku np. heptanie. Żywice obecne odkładają się jako osady we wtryskiwaczach benzyny, na ściankach układu dolotowego oraz zaworach i ściankach komory spalania.

Zawartość żywic obecnych (nieprzemytych), określona dla benzyn kategorii 4, w światowej karcie paliw, nie może być większa niż 30 mg/ 100 ml benzyny. Różnica pomiędzy dopuszczalnymi zawartościami w benzynie żywic obecnych i przemytych, wynika z tego, że dodatki myjące dodawane do benzyny, zwiększają zawartość żywic obecnych w benzynie.

Żywice przemyte Jeśli żywice obecne zmieszamy z rozpuszczalnikiem np. heptanem to część tych żywic zostanie w nim rozpuszczona. Pozostała część żywic, która nie uległa rozpuszczeniu w rozpuszczalniku nazywamy żywicami przemytymi. Żywice te są określane również jako "żywice obecne po przemyciu rozpuszczalnikiem". Część żywic przemytych rozpuszcza się w benzynie. Żywice przemyte, które nie rozpuszczają się w benzynie mogą blokować filtry paliwa.

Zawartość żywic przemytych wyznacza się jako masę osadów, pozostałych po odparowaniu benzyny, w warunkach określonych normą, a następnie przemyciu ich rozpuszczalnikiem. Przed odparowaniem benzyna jest oczyszczana z zanieczyszczeń stałych i wody. Zawartość żywic przemytych nie może być większa niż 5 mg/ 100 ml benzyny.

Żywice potencjalne to żywice, które nie występują w benzynie w momencie jej wyprodukowania. Żywice te powstają w benzynie w następstwie reakcji chemicznych, pod wpływem działania tlenu, światła i temperatury. Czynnikami dodatkowo wpływającymi na ilość powstających żywic potencjalnych są czas przechowywania, transport i dystrybucja. Sprzyjające warunki na powstawanie żywic potencjalnych występują w szczególności w listwie wtryskowej zasilającej wtryskiwacze oraz we wtryskiwaczach benzyny.

 

Dlaczego żywice w szczególności zagrażają nowoczesnym układom paliwowym

Nowoczesne układy paliwowe to precyzyjne mechanizmy, w których szczególnie wrażliwe na zanieczyszczenia są wtryskiwacze paliwa, obecnie spotykane praktycznie we wszystkich pojazdach o zapłonie iskrowym. 

Wtryskiwacz to elektronicznie sterowany zawór o ogromnej precyzji pasowania elementów dochodzącej do 1μm, co czyni go najbardziej podatnym na zanieczyszczenia elementem w całym samochodzie. Dla porównania grubość ludzkiego włosa wynosi 60μm, a średnica czerwonej krwinki to zaledwie 7μm.

Dlaczego nawet najlepszy układ filtrujący nie zapewni czystości wtryskiwaczy

Każdy układ zasilania został fabrycznie wyposażony przez producenta w filtry, które mają na celu zatrzymywanie zanieczyszczeń znajdujących się w paliwie. Są to sitko filtrujące na pompie paliwowej w baku paliwa, zasadniczy filtr paliwa oraz filtry montowane bezpośrednio we wnętrzu wtryskiwaczy. Sprawny układ filtracyjny doskonale spełnia swoje zadanie tym samym zapewniając wtryskiwaczom ich prawidłową prace. Z roku na rok producenci filtrów chwalą się, oferując swoje produkty o coraz to lepszych właściwościach filtracyjnych. O ile przed zabrudzeniami mechanicznymi wtryskiwacze można chronić dzięki coraz to dokładniej spełniającym swoje zadanie filtrom, o tyle przed osadami będącymi produktami reakcji zachodzących już w samych wtryskiwaczach - poza wszystkimi filtrami, niestety sprawa wygląda już zupełnie inaczej. 

Główny powód problemów z prawidłową pracą wtryskiwaczy

Wg obecnej normy dotyczącej jakości paliw sprzedawanych obecnie na Polskim rynku, dopuszczalna zawartość żywic przemytych to 5 mg / 100 ml benzyny. Przy średnim spalaniu 8l benzyny na 100km i przebiegu 100 tyś km łatwo obliczyć, że przez układ wtryskowy może przechodzić nawet 0,4 kg osadów, które nie są rozpuszczalne w benzynie, a tym samym odkładają się we wnętrzu wtryskiwaczy, na ściankach kolektora dolotowego, kanałach dolotowych głowicy, zaworach ssących, tworząc nagar, bądź gęstą, lepką, podatną na zapiekanie maź. Wnętrze wtryskiwacza, w których znajduje się paliwo, pod wpływem temperatury i innych czynników tworzy dobre warunki do powstawania żywić potencjalnych, które powstają w wyniku utleniania, kondensacji lub polimeryzacji. Powstawaniu żywić szczególnie sprzyjają warunki jak w momencie zgaszenia ciepłego silnika, kiedy to samo paliwa zalega we wnętrzu wtryskiwacza pozbawionego chłodzenia świeżym paliwem, pokonywanie krótkich odcinków z częstym gaszeniem silnika i postojami czy stanie w korkach.

Trwałość benzyny

Z uwagi na nietrwałość chemiczną benzyny i jej podatność na wytrącanie się szkodliwych związków, przydatność benzyny to 3 miesiące od jej wyprodukowania. Przez ten okres czasu, benzyna odpowiednio przechowywana powinna zachować swoje właściwości i skład zgodny z przyjętymi normami. Istnieją benzyny odpowiednio zmodyfikowane np. na potrzeby wojska o dłużej przydatności, która może wynosić nawet kilkanaście miesięcy.