Wtryskiwacze diesla czy wtryski benzyny?

Podstawowe różnice między wtryskiwaczami w silnikach Diesla a wtryskiwaczami stosowanymi w silnikach benzynowych:

• W silnikach Diesla stosuje się wtryskiwacze Common Rail lub pompowtryskiwacze (ang. unit injectors). Wtryskiwacze Common Rail są bardziej popularne w nowoczesnych silnikach Diesla. W tym systemie paliwo jest dostarczane do komory spalania pod wysokim ciśnieniem i kontrolowane przez elektronicznie sterowany zawór wtryskowy. W przypadku pompowtryskiwaczy, każdy wtryskiwacz jest zintegrowany z pompą wtryskową, co pozwala na indywidualne wtryskiwanie paliwa do każdego cylindra. Wtryskiwacze w silnikach Diesla muszą być w stanie obsługiwać wyższe ciśnienie paliwa i zapewniać precyzyjny wtrysk, co jest ważne dla efektywnego spalania.
• W silnikach benzynowych stosuje się różne rodzaje wtryskiwaczy, takie jak wtryskiwacze wielopunktowe (MPI) i wtryskiwacze bezpośredniego wtrysku paliwa (GDI). Wtryskiwacze wielopunktowe dostarczają paliwo do kolektora dolotowego przed każdym cylindrem. Wtryskiwacze bezpośredniego wtrysku paliwa wtryskują paliwo bezpośrednio do komory spalania, co umożliwia bardziej precyzyjne sterowanie mieszanką powietrza i paliwa. Wtryskiwacze w silnikach benzynowych mają za zadanie dostarczyć dokładną ilość paliwa i odpowiednio go rozpylić w celu zapewnienia optymalnego spalania i osiągów silnika.

1. Diesel czy Benzyna?

Od eonów, a przynajmniej od końca XIX stulecia, od powstania silnika samozapłonowego pada pytanie diesel czy benzyna? Już pomijając fakt, że jest znacznie więcej sposobów pozyskiwania energii, niż poprzez spalanie paliw kopalnych, odpowiedzmy w końcu rzetelnie na pytanie: "Diesel czy benzyna, czyli co wybrać i kiedy?"

Zacznijmy od tego, jakie różnice charakteryzują obydwa typy paliw. Benzyna jest pierwszym efektem ekstrakcji ropy naftowej. Rafinacja przeprowadzana jest w kolumnie rafinacyjnej, która ma podobną budowę do kolumny rektyfikacyjnej wykorzystywanej w bimbrownictwie (albo legalnym przemyśle gorzelniczym). Bardzo gorąca na dole, wraz ze wzrostem wysokości jest coraz bardziej chłodzona, aby frakcjonować wchodzące w skład ropy naftowej związki organiczne pod względem temperatur wrzenia, które następnie skraplane na półkach separowane są systemami rozdzielającymi. Trochę skomplikowane, ale tylko w swoim brzmieniu, ponieważ sam proces jest zadziwiająco skuteczny w swej prostocie. Polega na odparowywaniu coraz cięższych faz mieszaniny, jaką jest ropa naftowa. W ten sposób otrzymujemy z ropy niemal 50% masy pierwotnej benzyny, około 25% oleju napędowego, 10% paliwa do silników odrzutowych. Pozostałe to "zanieczyszczenia" w postaci ciężkich olejów opałowych o wysokim zasiarczeniu i asfalty, które oczywiście też znajdują swoje zastosowanie w przemyśle. Co więc różni te paliwa?

2. Różnice między Dieslem a benzyną

Benzyna to, można powiedzieć, śmietanka tego, co możemy otrzymać z ropy naftowej. Krystalicznie czysta mieszanina węglowodorów, o bardzo niskiej granicy powstawania par (40 stopni Celsjusza), wydaje się idealnym produktem do spalania i uzyskiwania przez to mocy do wykonywania pracy. Jest bardzo odporna na powstawanie spalania stukowego, które jest groźne dla silnika (bardzo intensywne spalanie, zachodzące bardzo szybko i generujące bardzo duże chwilowe ciśnienie, co jest niebezpieczne dla głowicy silnika i tłoków), co wywołane jest wysoką liczbą oktanową. Liczba oktanowa to stosunek zawartości węglowodorów w benzynie – przykładowo 92% izooktanu i 8% heptanu da nam liczbę oktanową 92. Jednak... Aby uzyskać liczbę oktanową powyżej 90, należy korzystać z dodatków do benzyny, które niegdyś zawierały ołów (w postaci czteroetylku, albo jak powinna brzmieć nazwa poprawnie – tetraetyloołowiu), dziś natomiast najczęściej jest to metanol lub karbonylek żelaza. Zmiana ta wprowadzona została z powodów ekologicznych. Warto zaznaczyć, że liczba oktanowa nie ma wpływu na osiągi silnika – ochrona przed spalaniem stukowym w silniku, do którego dedykowana jest benzyna o liczbie oktanowej 92, nie wymaga stosowania benzyny o liczbie większej niż 92. Warto jednak zaznaczyć, że stosowanie benzyny o zbyt niskiej liczbie oktanowej niż ta, którą producent nam zaleca do naszego silnika, może doprowadzić do wypalenia tłoków albo uszkodzenia głowicy, a początkowe sygnały są bardzo podobne jak objawy uszkodzonych wtryskiwaczy benzynowych.

Przejdźmy zatem do diesla. Jaka liczba oktanowa jest najlepsza w dieslu? Odpowiedź brzmi: żadna. Nie jest to parametr stosowany do opisywania oleju napędowego, ponieważ w żaden sposób nie przekłada się na rzeczywistość. Typ oleju napędowego, a przez to również jego przydatność do wykorzystywania w naszym samochodzie definiowana jest przez liczbę cetanową, czyli zdolnością do samozapłonu. Określa się ją za pomocą podobnego zestawienia stosunków zawartości – tylko że, w przypadku ON jest to mieszanina cetanu i metylonaftalenu. Liczba cetanowa waha się w przedziale od 90 do 50. Jest to oczywiście bardzo istotny czynnik i powinniśmy go znać, wybierając olej napędowy do naszego diesla. Jak sprawdzić, czy wtryski benzyny, czy wtryskiwacze diesla pracują w naszym silniku? Przeczytać w dowodzie rejestracyjnym albo na wlewie paliwa.

3. Czy jakość paliwa ma znaczenie?

Aby nie doprowadzić do uszkodzenia silnika, należy dobierać paliwo dedykowane do naszego auta, to jasne. Jaki konkretnie wpływ na pracę silnika może mieć nieodpowiednie paliwo wlane do naszego baku? W przypadku kiedy do typowego benzyniaka trafi olej napędowy, istnieje stosunkowo duża szansa, że rozerwie nam silnik. Ewentualnie, w najlepszym przypadku, popali nam tłoki w silniku, co wywołane będzie spalaniem stukowym ON. Warto wspomnieć, że stopień sprężenia w silniku benzynowym zazwyczaj jest około 3 razy mniejszy niż w przypadku silników samozapłonowych, więc wytrzymałość stosowanych w produkcji takich głowic i tłoków materiałów jest znacznie mniejsza i nastawiona na poprawę innych parametrów, kosztem wytrzymałości na obciążenia termiczne i fizyczne. Koszt naprawy to konieczność czyszczenia układu zasilania silnika, wymiany tłoków, a nawet głowicy. Średnio, koszt nowego silnika.
W sytuacji odwrotnej – gdy do silnika konstrukcji Rudolfa Diesla trafi benzyna, teoretycznie silnikowi nie grozi wiele – wysoka liczba oktanowa sprawi, że samozapłon będzie odbywał się słabo, silnik będzie bardzo słabo obciążony, więc co może grozić jego konstrukcji? Problem leży po stronie dodatkowych funkcji spełnianych przez olej napędowy, prócz funkcji opałowej oczywiście. Olej napędowy częściowo spełnia również funkcje wymiennika ciepła (jest chłodziwem) oraz najważniejsze – posiada funkcje smarne. Dla układu zasilania silnika ma to gigantyczne znaczenie. Najprościej wytłumaczyć to w ten sposób, że olej napędowy, by znaleźć się w pompie wysokiego ciśnienia, która tłoczy go do listwy, musi być najpierw przetłoczony z baku do wyżej wymienionej pompy. Zadaniem tym zajmuje się pompka pomocnicza – elektryczna pompa zębata, która wykorzystuje olej napędowy jako swoje chłodzenie i smarowanie. W przypadku kiedy zamiast ON użyjemy benzyny, pompka tych czynników zostanie pozbawiona, a co za tym idzie, zatrze się w ciągu kilkunastu sekund pracy. Spowoduje to powstanie opiłków, które są główną przyczyną uszkodzeń układu zasilania silnika. Te słynne "wtryskiwacze do regeneracji" są to najczęściej końcówki bez prześwitu lub zapchane wtryski, których objawem jest kopcący diesel, a zapychane są opiłkami powstającymi podczas zużywania się eksploatacyjnego elementów układu (najczęściej wycierające się krzywki, części pracującej w pompie), a jeśli dojdzie do zatarcia pompy pomocniczej, opiłki w ilości znacznie większej, niż w zwyczajnym procesie eksploatacji, zostaną wtłoczone najpierw do pompy wysokiego ciśnienia, potem do zbiornika – listwy Common Rail, a potem już bezpośrednio do wtryskiwaczy, które zostaną z całą pewnością zapchane. Jakie objawy daje uszkodzony wtryskiwacz diesla? Całe spektrum – od spadków osiągów (zapchane wtryski diesla), przez Będzie się to wiązać z koniecznością demontażu uszkodzonych elementów układu zasilania i ich regeneracji. Koszt naprawy to rozbiórka, czyszczenie, wymiana elementów zniszczonych, montaż i ponowne kodowanie wtryskiwacza (razy tyle, ile mamy cylindrów), czyszczenie pompy wysokiego ciśnienia, wymiana pompy pomocniczej i czyszczenie zasobnika. Średnio, koszt nowego samochodu. Cóż, może nieco mniej, ponieważ korzystając z usług pracowni specjalizującej się w podobnych usługach, nie zapłacimy za elementy niewchodzące w proces regeneracji.

4. Czy kupić samochód na benzynę czy diesla?

Wybór samochodu to bardzo odpowiedzialna decyzja, zazwyczaj podejmowana na lata i decydując się na konkretny model auta, zazwyczaj musimy wybrać spomiędzy wielu oferowanych wariantów silników. Większość producentów zapewnia wybór pomiędzy silnikami wysokoprężnymi oraz o zapłonie iskrowym, czyli, kolokwialnie mówiąc – pomiędzy dieslem i benzyną. Co wybrać? Z jakimi konsekwencjami wiąże się konkretna decyzja?

5. Diesel – osiągi i ekonomia eksploatacji, czy na pewno?

Jeśli wybierzemy silnik wysokoprężny, czyli silnik o zapłonie samoczynnym, czyli popularny diesel. Śledząc kampanie medialne, decyzje wszelakich komisji, działania ekologów, nie można oprzeć się wrażeniu, że era klekotów powoli dobiega końca. Volvo zapowiedziało, że do końca roku 2020 zakończy prace nad modernizacjami silników diesla, Toyota nie montuje diesla w swojej CH-R, a Volkswagen razem z Mercedesem biorą udział w jednej z największych afer XXI wieku, już teraz określanej mianem "Dieselgate". Wydaje się, że jeden z najlepszych silników, jakie kiedykolwiek powstały, nagle stał się zły. Ile w tym prawdy? Jeśli prześwietlimy całą sprawę wnikliwie, dojdziemy do wniosku, że nie, mało tego, że coś tu nie gra. Spójrzmy, wywołana ostatnio przez odkrycie drugiego sterownika silnika w samochodach VW z silnikiem wysokoprężnym afera istnieje w znacznym stopniu z powodu niezadowolenia oszukanych ludzi i ich roszczeń, a nie powodów ekologicznych. Jeszcze do niedawna normy ekologiczne, które teraz przekraczają diesle, były znacznie mniej rygorystyczne i nie stanowiły zagrożenia dla życia człowieka, a przynajmniej nie w takim stopniu jak to jest przedstawiane teraz. Mało tego, większość samochodów ciężarowych, nie tylko dalej korzysta z diesla, ale również jeździ na wycofanych kilka lat temu pompowtryskiwaczach. Ciężarówkom nie narzucono aż takich norm jak osobowym, a przecież znacznie więcej czasu spędzają na trasie. Co jest więc z silnikami diesla? Nie wiemy, podejrzenia padają w stronę alternatywnych rozwiązań w sektorze produkcji silników. Czy jest sens więc brać diesla? Oczywiście, że tak. Warunkiem jest intensywna eksploatacja auta i sprawne wtryskiwacze – jeśli naszym celem jest samochód do jazdy po mieście, do sklepu, pracy, kościoła i z powrotem, to odradzam diesla, szczególnie turbodoładowanego. Użytkownicy bardzo często nie mają pojęcia o zasadach eksploatacji diesla, a taka okresowa eksploatacja znacząco zwiększa ryzyko uszkodzenia podzespołów. Niedostarczenie oleju na rdzeń turbosprężarki, wysokie obroty na zimnym silniku to wszystko bardzo złe praktyki z silnikiem samozapłonowym. Podobnie jazda z wysłużonymi wtryskiwaczami to błąd. Na przykład lejący wtrysk Common Rail to znak, że trzeba zadbać o wtryski. Jak sprawdzić wtryski w dieslu? Najlepiej w profesjonalnym zakładzie wyposażonym w specjalistyczny sprzęt. Dodatkowo nowoczesny osprzęt diesla, na przykład DPF wymaga, aby okresowo go czyścić – odbywa się to poprzez podanie dodatkowej dawki wtrysku w fazie wydechu – w efekcie spalanie tej dawki odbywa się pozakomorowo, w filtrze DPF wypala się sadza i podzespół się czyści. W sytuacji, gdy jazda odbywa się po mieście, nie ma możliwości utrzymania przez dłuższą chwilę warunków niezbędnych do przeprowadzenia tego procesu. Dodatkowo zainstalowane jest w samochodach z silnikiem diesla koło zamachowe dwumasowe, które jeśli prowadzimy nieodpowiedni styl jazdy, szybko się wyeksploatuje. Jest to urządzenie, które ma za zadanie tłumić drgania silnika, więc spokojny styl jazdy, amerykański eco-drive, na pewno wydłuży jego żywotność. W dieslu należy dbać o poziom oleju silnikowego i napędowego, i to właściwie wszystko, o co należy dbać, poza tym diesel jest właściwie bezobsługowy, najwyższą sprawność osiąga przy rozgrzanym silniku na długich trasach. Zrozumiałe jest więc, że samochód wyposażony w silnik samozapłonowy, będzie doskonałym wyborem dla wszystkich samochodów firmowych, przedstawicielstw handlowych, ludzi, którzy spędzają dużo czasu w trasie.

Benzyna czy Common Rail?

Auto miejskie, najlepiej małolitrażowe, na silniku iskrowym to doskonały wybór, szczególnie w przypadkach, gdy eksploatacja wiąże się z częstymi przerwami w jeździe. Decydując się na silnik o zapłonie iskrowym, powinniśmy pamiętać o kilku kwestiach. Po pierwsze i najważniejsze — bez świecy nie pojedziesz — silnik benzynowy wykorzystuje aparat iskrowy do uzyskania zapłonu. Jest więc bardzo istotne, aby zadbać o ich stan, aby zapewnić sobie pewność, że auto odpali. Zalecane jest również regularne wymienianie oleju. Oczywiście należy również dbać o uszczelnienia – szczególnie wału korbowego z obydwu stron, aby wyeliminować możliwość powstawania przegrzania z jednej strony. Dodatkowo chłodnica – musi być w dobrym stanie albo silnik często będzie się przegrzewał. Układ zasilania silnika jest niemniej ważny niż w dieslu – utrzymanie we właściwej kondycji wtryskiwaczy benzyny zapewni nam dłuższą bezawaryjną obsługę. Jak sprawdzić wtryski benzyny? Tutaj odpowiedź będzie taka sama jak w przypadku diesla – w specjalistycznej pracowni. To w zasadzie wszystko, na co trzeba zwracać uwagę podczas eksploatacji silnika ZI.

Co więc wybrać? Na co się zdecydować? Odpowiedź powinna zależeć od tego, do czego potrzebujemy samochodu. Jeśli wykorzystywanie auta ma ograniczać się do krótkich podróży, nieprzekraczających kilku tysięcy kilometrów rocznie, powinniśmy rozważyć inną opcję, niż nowoczesny silnik wysokoprężny. Silniki benzynowe to również dobra opcja, ale jeśli mamy w planach trasy Zakopane – Gdańsk minimum 2 razy w tygodniu – najlepszym wyborem będzie silnik wysokoprężny.