Nagar w silniku benzynowym - czy dynamiczna jazda to rozwiązanie problemu? Tak. I nie

Zapytajcie kierowcę o dłuższym stażu za kółkiem, czy okazjonalne wciśnięcie sandału w parkiet pomoże zachować silnik w dobrej kondycji, a jest spora szansa, że odpowie, że tak. Włoscy mechanicy zalecali to i stosowali już w latach 50. XX w. - jako pierwsi zaczęli podobno tak robić pracownicy serwisów Ferrari w ramach obsługi aut klientów (no nie powiem, fajna robota). To jedna z tych przekazywanych kolejnym pokoleniom prawd, które bywają albo stosowane bezkrytycznie, albo nie są stosowane w ogóle, bo w końcu co ten dziadek może wiedzieć o jeżdżeniu, my jesteśmy młodzi i wiemy lepiej.

Dziś sprawdzimy sobie zatem, czy ów dziadek jednak miał rację i... czy ta kwestia może być zmienna.

W dobie silników zbudowanych w duchu downsizingu, gdzie standardem jest wykorzystanie bezpośredniego wtrysku paliwa, nagar zwykle kojarzony jest (zresztą słusznie) z odkładającymi się w kolektorze dolotowym i na zaworach dolotowych zanieczyszczeniami. Biorą się tam one stąd, że w silnikach z takim typem zasilania przez kolektor dolotowy przepływa jedynie powietrze, a nie mieszanka powietrza z paliwem - nie ma więc nic, co by mogło na bieżąco tenże kolektor od środka czyścić. Czasem spotyka się silniki benzynowe, które mają dwa układy wtrysku paliwa - wtrysk bezpośredni oraz klasyczny wtrysk wielopunktowy, dzięki czemu znika problem pojawiania się nagaru w kolektorze (kolektorach). Jeśli jednak wielopunktu nie ma - cóż, zapewne prędzej czy później trzeba będzie kolektor zdemontować, by móc go wyczyścić.

No dobrze - tyle w temacie układu dolotowego. Zapewne wiecie - a jeśli nie, to zaraz się dowiecie - że nagar może się też tworzyć w komorach spalania, co zresztą istotnie bywało i nadal bywa problemem. Prawdopodobnie choć raz słyszeliście, gdy ktoś opowiadał, jak to porządne przegonienie takiego auta sprawiało, że przestawało być zamulone i nabierało chęci do życia - po prostu radykalnie poprawiały się wrażenia z jazdy. Inna rzecz, że w niektórych z tych historii mogło chodzić nie tyle o silnik, co o przytkany katalizator - rzadkie użytkowanie auta na krótkich odcinkach sprawiało, że nie był on w stanie efektywnie pracować i się blokował. Czasem kilka kilometrów pokonanych z gazem w podłodze pozwalało go przedmuchać - ale to tak w ramach dygresji, wróćmy do silnika.

Nagar odkłada się w silniku w ściśle określonym zakresie temperatur, a by go usunąć, także muszą zaistnieć odpowiednie ku temu warunki termiczne. Powstaje tu zatem pytanie, czy dany silnik jest w stanie podczas takiego „upalania” takie warunki zapewnić.

Zacznijmy od początku, czyli od warunków sprzyjających występowaniu zjawiska odkładania się nagaru. Dzieje się to w zakresie temperatur od 195 do 290 stopni Celsjusza, przy czym zjawisko jest najbardziej nasilone przy ok. 200 stopniach. Jeśli temperatura będzie niższa niż te 190-195 stopni, to cząstki, które normalnie stanowiłyby część nagaru, po prostu nie będą się nigdzie przyczepiać i gromadzić. Przy temperaturze przekraczającej 290 stopni efekt będzie podobny - wskutek rozrywania cząsteczek nic niepożądanego się do silnika (w obrębie komór spalania) nie przyczepi. Aby jednak mieć pewność, że już utworzony nagar zacznie opuszczać jednostkę napędową, temperatura musiałaby przekroczyć 325 stopni Celsjusza - i tu może się pojawić problem.

Zacznijmy od dobrej informacji: zupełnie nie trzeba się przejmować zaworami wydechowymi, ponieważ zwykle ich temperatura podczas pracy silnika oscyluje wokół 650 do 800 stopni Celsjusza. Nawet gdy mowa o silnikach z zaworami wydechowymi wypełnionymi sodem (dla lepszego odprowadzania ciepła z talerzyka na trzonek zaworu) i tak różnice nie będą tu raczej przekraczać 100 stopni na minus - nadal trzymamy się więc zdecydowanie powyżej wyżej wspomnianej granicy 325 stopni.

W przypadku tłoków typowa temperatura ich powierzchni to około 280 do 300 stopni Celsjusza, zwiększenie obciążenia silnika z wtryskiem wielopunktowym może tę wartość podnieść do potrzebnych nam 325-330 stopni. Przy wtrysku bezpośrednim może to być utrudnione m.in. ze względu na węższe okno czasowe, gdzie przy wysokim obciążeniu może być do silnika podawane paliwo.

Największe problemy pojawiają się w przypadku zaworów ssących, ale tylko w silnikach wyposażonych wyłącznie w bezpośredni wtrysk paliwa. Jeśli bowiem mamy do czynienia z jednostką z wtryskiem wielopunktowym, to temperatura zaworów ssących podczas normalnej jazdy nie przekracza 190 stopni, jest więc zbyt niska, by zbierał się tam nagar. Poza tym, jak wspomniałem, mamy tu dodatkowo kwestię obmywania zaworów przez paliwo - co prawda tylko od strony trzonka a nie od strony komory spalania, ale dzięki relatywnie niskiej temperaturze to nie problem. Wkręcanie silnika na wysokie obroty i jazda pod długotrwałym dużym obciążeniem (np. na torze wyścigowym) mogą tę temperaturę zwiększyć do ponad 270 stopni, czyli do niepożądanego zakresu, ale w przypadku samochodu drogowego niewiele to zmienia w ogólnym rozrachunku, bo zawory i tak są stale czyszczone. Przy wtrysku bezpośrednim gdy już nagar się w tym miejscu pojawi, to prawdopodobnie tam zostanie. Ba - uznaje się, że w silnikach z bezpośrednim wtryskiem benzyny do komór spalania zwiększenie obciążenia poskutkuje nie zmniejszeniem, a zwiększeniem ilości nagaru.

Związane jest to z odpowietrzeniem skrzyni korbowej. Stosowane jest ono ze względu na fakt, że podczas pracy silnika opary z cylindrów przenikają niżej przez pierścienie tłokowe - gdyby nie odpowietrzenie skrzyni korbowej, wzrost ciśnienia mógłby uszkadzać wspomniane pierścienie czy inne uszczelnienia. Początkowo stosowano proste układy wypuszczające opary po prostu do atmosfery, ale na początku lat 60. pojawiły się pierwsze rozwiązania, w których zaczęto stosować połączenie skrzyni z układem dolotowym - tym samym opary są kierowane ponownie do cylindrów i spalane, a niepożądane substancje trafiają do układu wydechowego i - we względnie nowoczesnych autach - do układów oczyszczania spalin, na czym zyskuje nie tylko środowisko, ale potencjalnie też komfort pasażerów.

Co ma z tym wspólnego olej? Ano całkiem sporo - smaruje on bowiem także gładzie cylindrów (mówi wam coś termin film olejowy?) i siłą rzeczy pewne jego ilości spalane są podczas pracy silnika. Ale w pewnym zakresie można mieć wpływ na to, ile cząsteczek i oparów oleju będzie przenikać przez odpowietrzenie skrzyni korbowej do układu dolotowego - w przypadku benzyniaków z wtryskiem bezpośrednim, nie tylko doładowanych, istotne jest by wybierać oleje o niskim współczynniku odparowalności NOACK. W uproszczeniu przyjmuje się, że jeśli ma on wartość poniżej 10 proc., to jest już zupełnie dobrze - ale niektóre oleje, zależnie m.in. od składu i klasy lepkości, są w stanie zejść w tej kwestii zauważalnie niżej, np. do okolic 8,5-9 proc. Warto dodać, że niska odparowalność pomaga w unikaniu spalania superstukowego w nowoczesnych silnikach DI (Direct Injection) z doładowaniem. W przypadku wielopunktowego wtrysku paliwa NOACK jest czynnikiem stosunkowo mało istotnym i nie trzeba sobie nim nadmiernie zawracać głowy.

Prostej odpowiedzi nie ma, bo wszystko zależy od konkretnego silnika. Generalna zasada jest taka, że przyciśnięcie silnika z wtryskiem wielopunktowym faktycznie ma szansę, by go trochę z nagaru oczyścić, natomiast z silnikami z wtryskiem bezpośrednim może to przynieść skutek odwrotny do zamierzonego. Do upalania lepiej mieć ten pierwszy, prostszy układ wtryskowy (lub oba naraz).

Ale o jednym trzeba pamiętać: okazjonalny start ze świateł i dokręcenie silnika do odcięcia nie pomoże nawet w silniku MPI (Multi-Port Injection).