Tilaa uutiskirjeemme, niin kuulet ensimmäisten joukossa uusista blogikirjoituksistamme!
Tilaa uutiskirjeemme »Katso lisäaineiden jälleenmyyjäpakettimme TÄSTÄ
Johdanto
Tässä artikkelissa käsitellään Euroopan Unionin säätämiä päästöluokituksia ja niiden aiheuttamia haasteita lähinnä autonmoottoreiden- ja polttoaineiden valmistajien sekä maahantuomamme polttoaineen lisäaineen KENT Fuel Guardin kannalta.
EU-päästöluokitukset jakavat kulkuneuvot kolmeen eri kategoriaan: henkilö-, paketti- ja raskaan kaluston ajoneuvoihin.
Ensimmäinen Euroopan Unionin päästöstandardi (EM1) astui voimaan 1989. Tällöin esim. diesel- ja bensamoottoreiden häkäpitoisuus (CO) rajattiin 2,75 grammaan/km. Noin 25 vuotta myöhemmin häkäpitoisuudet on rajattu Euro 6 bensa- standardissa jo alle 1 g/km ja dieselmoottoreissa jopa 0,5 g/km tasolle. CO-pitoisuuksia dieselmoottoreissa on saatu siis alennettua n. 25 vuoden aikana jopa neljäsosaan entisestä. Samaan aikaan polttoaineet ovat kehittyneet luontoystävällisemmiksi ja kokeneet suuren muutoksen lähinnä fossiilisen osuuden pienentyessä. Moottoreihin ja polttoaineisiin liittyy paljon mystisyyttä, joka johtuu alan nopeasta kehityksestä sekä kuluttajien vähäisestä teknisestä tietämyksestä. Alla kerrotaan ensin moottoreista ja myöhemmin lisää polttoaineista.
Euro 6 standardin mukaiset dieselmoottorit ovat noin 25 vuoden aikana käyneet läpi huikean kehityksen, alkaen 1989 voimaan astuneesta EM1-standardista ja päättyneet nykyisin käytettävään 2014 voimaan astuneeseen Euro 6 -standardiin. Välissä Euro 2, -3, -4 ja -5 -standardit ovat vähentäneet päästöjä tasaisesti noin viiden vuoden välein. Tässä käsitellään lähinnä dieselmoottoreiden kehitystä ja niiden tekniikassa noin 25 vuoden aikana tapahtuneita muutoksia. Haasteita aiheuttaa myös polttoainedirektiivin vaatimus vähentää fossiilista osuutta polttoaineseoksissa sekä bensa- että dieselpuolella.
Historiaa
Dieselmoottorin keksi Rudolf Diesel vuonna 1898. Tämän jälkeen dieselmoottorit ovat säilyneet samankaltaisina aina lähes 1980-luvulle asti. Perinteinen dieselmoottori toimii yksinkertaisesti siten, että sylinteriin tuotu ilma puristetaan männän avulla noin 1/16:aan alkuperäisestä tilavuudestaan. Puristuksen aikana ilman lämpötila nousee kitkan ansiosta noin 800 asteeseen. Samaan aikaan sylinteriin ruiskutetaan ohuena sumuna dieselpolttoainetta, joka syttyy kuumuuden johdosta männän ollessa ns. yläkohdassaan ja "räjäyttää" männän alas.
Jotta dieselpolttoaine saadaan suihkutettua männän päälle, tarvitaan voimakas pumppu sekä suuttimet, jotka annostelevat sopivan polttoainemäärän hienona sumuna männän päälle palotilaan. Perinteisissä dieselmoottoreissa dieselpumpun paine on noin 500 bar ja polttoainesumu aiheutetaan jousikuormitteisen suuttimen avulla yhdestä reiästä. "Räjähdyksen" jälkeen palanut polttoaine eli pakokaasu johdetaan pakoputkea pitkin luontoon.
Nykyaikainen Euro 6 -dieselmoottori poikkeaa yllämainitusta perinteisestä dieselmoottorista hyvin paljon. Isoimmat muutokset liittyvät korkeampaan polttoaineen ja ilman syöttöpaineeseen sekä pienempiin suutinreikiin, pakokaasun puhtaampaan palamiseen ja pakokaasun puhdistamiseen kierrättämällä ja suodattamalla sitä moottorissa. Edellämainittujen toimien lisäksi pakokaasua "puhdistetaan" hiukkassuodattimessa ja katalysaattorissa, jotka sijaitsevat pakoputkistossa.
Seuraavaksi lähdemme seuraamaan nykyaikaisen dieselmoottorin uusia innovaatiooita:
1980-luvulla yleistyivät turboahtimet sarjavalmisteisissa dieselkoneissa. Lisäksi suutintekniikka ja dieselpolttoainetta pumppaavat pumput ovat kehittyneet radikaalisti. Myös pakokaasuja alettiin puhdistaa erilaisilla suodattimilla.
Suuttimet siirtävät siis polttoaineen männän päälle palotilaan. Perinteiset jousikuormitteiset suuttimet ovat jääneet historiaan ja tilalle on tullut tarkalleen oikea-aikaisesti avautuvat ja ohjautuvat suuttimet, joiden polttoainesumu leviää palotilaan jopa kymmenien pienien (Ø 0,1mm) reikien kautta. Ruiskutustapahtuma kestää n 1 ms (0,001 sekuntia) paineen ollessa jopa 2500 baria. Lopullinen palotilaan pääsevä ilman ja dieselin seos on siis kaasua, joka on puristettu usean pienen reiän kautta palotilaan suurella ilman- ja dieselin paineella. Käytännössä polttoainesumu näyttää vesihöyryltä. Suuttimissa ja pumpuissa on siis huimat paineet. Paine saadaan aikaan eri tyyppisillä pumpuilla, joissa välykset liikkuvat 0,002 millimetrin paikkeilla. Nykyaikaisten polttoaineiden voitelutehokkuus ei välttämättä ole riittävää luokkaa näin pienten välysten voiteluun. Polttoaineiden epäpuhtauksista, kosteudesta ja esimerkiksi erilaisista ajotavoista johtuen suuttimien pienten reikien ympärille saattaa kertyä karstaa, joka aiheuttaa epäpuhdasta palamista sekä koko palotilan jälkeisen laitteiston nokeentumista. KENT Fuel Guard palauttaa palamisen optimaaliselle tasolle ja puhdistaa suutinten reikiin kehittyvää karstaa. Lisäksi KENT Fuel Guard voitelee suuttimia ja pumppuja, vähentää kitkaa sekä korroosiota esimerkiksi pitkän seisonnan jälkeen.
Turboahdin sijaitsee moottorissa heti pakosarjan jälkeen ja saa voimansa pakokaasusta. Yksinkertaisesti turboahtimen siipiä pyörittää ohivirtaava pakokaasu, tämä voima välitetään akselia pitkin turbon ns. puhtaalle puolelle, jossa samanlainen siipipyörästö ahtaa puhdasta ilmaa moottorin ilman ottoon. Näin saadaan aiheutettua kovempi paine moottorin imusarjaan, joka auttaa moottoria saamaan enemmän ilmaa ja vähentämään polttoaineen kulutusta. Mainittakoon, että turboahtimen kierrosnopeus nousee jopa 300.000 kierrokseen minuutissa (5000 kierrosta sekunnissa) ja turboahtimen lämpötila nousee noin 900 asteeseen.
Uusimmissa moottoreissa käytetään ns. muuttuvasiipisiä turboja, jolloin moottori säätää turbon siipien asentoa kullekin kierrosluvulle sopivaksi.
Turbon ongelmana on myös pakopuolen siipiin kertyvä karsta, joka aiheutuu huonosta palamisesta. Tällöin turbon siipiin saattaa kertyä useita millejä paksu kova noen ja karstan seos, joka vaikeuttaa turbon toimintaa, rasittaa laakereita ja aiheuttaa tehohävikkiä. KENT Fuel Guard puhdistaa suuttimia ja palauttaa palamisen optimaaliselle tasolle sekä emulgoi kosteuden polttoaineen sekaan tehden polttoaineesta yhtenäisen, puhtaasti palavan voitelevan seoksen. Karstattomassa turbossa myös asentoaan muuttavat siivet toimivat moitteettomasti. Näin moottori säilyttää sille suunnitellun toimintakyvyn, tehon ja taloudellisuuden. Jo karstoittuneen turbon puhdistuksessa voi koittaa myös polttoaineen sekaan laitettavaa KENT Diesel Turbo FAP Cleaneria
Turboahtimen jälkeen pakokaasu kohtaa EGR-venttiilin, joka ohjaa pakokaasun uudelleen kiertoon moottoriin ja palotilaan. Tämä pakokaasun uudelleenpoltto puhdistaa pakokaasua entisestään. Ongelmana on EGR-venttiilin karstoittuminen ja jopa tukkiintuminen sekä likaisen ilman ohjautuminen imukanaviin. Tämän johdosta myös imukanavien seinämiin kertyy pikimäistä karstaa, joka estää ilman oikeanlaisen pyörteilyn imukanavassa. Puhtaasti palava polttoaine on myös EGR-venttiilin toiminnan tae. Venttiilin vaihto- ja huoltotarve vähenee. KENT Fuel Guardin säännöllinen käyttö vähentää EGR-ongelmia.
EGR-venttiilin jälkeen pakokaasu pääsee "puhdistettavaksi" ensin hiukkassuodattimeen (DPF), joka on dieselautojen pakokaasun puhdistukseen tarkoitettu laite ja kerää itseensä lähes 85% pakokaasujen hiukkasista.
Hiukkassuodatin on normaalisti keraaminen, pieniä pillejä sisältävä suodatin, joka kerää noki ym. hiukkaset talteen. Tästä johtuen hiukkassuodatin tulee puhdistaa aika-ajoin. Puhdistus tapahtuu joko ns. automaattisella regeneroinnilla, jolloin suodattimeen kertynyt noki muutetaan korkean lämpötilan ja hapen (O2) ja/tai typpidioksidin (NO2) vaikutuksesta hiilidioksidiksi (CO2), jolloin se pääsee poistumaan suodattimesta. Regenerointi jättää kuitenkin jälkeensä tuhkaa, jota ajoneuvo ei pysty itsestään poistamaan. Suodattimen tukkeutuessa tuhkasta se täytyy joko vaihtaa tai puhdistaa. Suodattimet ovat kalliita, joten puhdistus on yleistynyt ja puhdistustekniikka kehittynyt. Muitakin vaihtoehtoja hiukkassuodattimen ns. regenerointiin on. Osa moottorinvalmistajista käyttää urealiuosta, jolla aiheutetaan DPF-suodattimen jälkipoltto erittäin korkeassa lämpötilassa. Tämä vaatii ajoneuvoon oman järjestelmän, ns. ureapolttolaitteen, joka aika-ajoin hoitaa puhdistuksen automaattisesti. Ennaltaehkäisevästi ajoneuvossa voi käyttää myös esimerkiksi polttoaineen sekaan laitettavaa KENT DPF Cleaner Ultraa, joka alentaa regeroinnin käynnistymislämpötilaa. Vaihtoehtoisesti jo tukkeutunutta hiukkassuodatinta voi puhdistaa KENT DPF Cleaner Foamilla
Aiemmin mainitut syyt (mm. epäpuhdas palaminen) aiheuttavat siis hiukkassuodattimen tukkeutumisen. Lyhyet ajomatkat sekä pienillä kierroksilla ajaminen kerryttää myös nokea ja karstaa hiukkassuodattimeen, koska moottori ei pysty saavuttamaan tarpeellista lämpötilaa regeneroinnin suorittamiseksi. Tässäkin tapauksessa KENT Fuel Guard on moottorin kunnossapidon kannalta lähes välttämätön tuote. Polttoaine kulkee siis aikamoisen matkan tankista putkistoa pitkin suodattimille, josta matka jatkuu palotilaan, jossa se aiheuttaa räjähdyksen ja muuttuu pakokaasuksi.
Tämän jälkeen sitä käytetään turboahtimen pyörimisen energiana, jonka jälkeen pakokaasu kierrätetään, puhdistetaan ja päästetään luontoon huomattavasti entistä teknologiaa puhtaampana. On erittäin tärkeää pitää polttoainetankki, putket, suodattimet, suuttimet ja hiukkassuodattimet puhtaana. Kerran vuodessa KENT Fuel Guardilla käsitelty moottori säilyy toimintakykyisenä ja puhtaana, ja toimii siten kuin se on suunniteltukin toimimaan.
Polttoaineen lisäaineen tarpeellisuus; mystiikkaa ja faktat
Tämä artikkelin osa käsittelee polttoaineita, niiden ominaisuuksia sekä polttoaineen lisäaineen tarpeellisuutta nykyaikaisissa bensa- ja diselmoottoreissa. Aihetta käsitellään maahantuomamme KENT polttoaineiden lisäaineiden kannalta eikä muita alan tuotteita oteta laajemmin huomioon.
Faktaa:
Suomessa myydään pääsääntöisesti erittäin hyviä polttoaineita. Ongelmia kuitenkin riittää ja varsinkin dieselpuolella puhutaan jatkuvasti dieseliin kertyvästä leväkasvustosta, joka tukkii suodattimet. Bensapuolella on etupäässä säilyvyysongelma. Suomessa lisäongelmia tuottaa vielä talven ja kesän aiheuttamat lämpötilanvaihtelut, tarvitaan erikseen talvi- ja kesälaatuinen dieselpolttoaine, jotta se ei jähmettyisi. Kylmässä dieselin parafiiniset hiilivedyt kiteytyvät ja muodostavat sakkaa, joka jähmettyy siten, että polttoaine ei kulje enää linjaston ja suodattimien läpi, mikä aiheuttaa moottorin sammumisen.
Tämän estääkseen autoilijan tulisi olla valveutunut, ja muistaa talvi- ja kesälaadun eron tärkeys tankatessaan syksyllä.
Diesel polttoaineen standardit
EN 590 on euroopan komission vahvistama standardi dieselpolttoaineen koostumukselle.Perus dieselpolttoaineet sisältävät n. 7% biokomponenttia. Jotta niitä kutsutaan biodieseliksi, niiden tulee täyttää myös muultakin osin EN590 standardin vaatimukset. Uusiutuvalle dieselille ei ole asetettu erillistä sekoiterajaa EN590 standardissa. Uusiutuvaa dieseliä voi myydä myös sellaisenaan, jolloin se täyttää EN590 standardin.
Polttoaineet:
Dieseliä eniten Suomessa myy Neste, ST1, Shell, Teboil sekä ABC-asemat. Neste tarjoaa täysin uusiutuvaa MY uusiutuvaa dieseliä (valmistettu 100 %:sti jätteistä ja tähteistä) sekä Futura dieseliä (n. 7% biokomponenttia). ST1 tarjoaa myös kahta eri tuotetta RED95 100 % Etanolidieseliä (vasta koekäytössä) sekä Diesel Plussaa (n. 7% biokomponenttia). Teboil ja ABC tarjoavat myös vastaavia vaihtoehtoja autoilijoille. Shell taas markkinoi omaa GTL-dieseliänsä (Gas To Liguid), joka on tehty nesteytetystä maakaasusta.
Mystiikkaa
Mystiikka astuu kuvioon vasta sitten, kun löydät levämäistä "sammakonkutua" tankistasi tai bensakoneesi ei lähdekkään käyntiin kausisäilönnän jälkeen. Mystiseltä saattaa tuntua myös se, kun ajoneuvo alkaa hyytyä ja sammuu pakkaskelillä esimerkiksi lomamatkalla etelästä pohjoiseen.
Sammakonkutu/levää tankissa (veneet, autot, maanrakennus-, maatalouskoneet sekä muut dieselkäyttöiset koneet ja laitteet):
Jos löydät levää tankistasi, se johtuu yksinkertaisesti siitä, että dieselpolttoaineen biokomponentti on jossain vaiheessa saanut ns. bakteeritartunnan. Lisääntyessään bakteeri muuttuu kasvustoksi, joka taas tukkii polttoaineen pääsyn suodattimien läpi polttoainelinjastoon. Bakteeri syntyy, kun polttoainetankkiin kondensoituu vettä. Sopivan lämpötilan ja pitkän säilönnän jälkeen bakteeri kasvaa ja kone sammuu.
Ongelma poistetaan puhdistamalla polttoainetankki mekaanisesti (imurilla, kauhalla, käsin tms.) levästä huuhtelemalla, jonka jälkeen ensimmäiseen tankilliseen lisätään sopiva seossuhde KENT Fleet Treetiä. Tämä jälkeen säännöllinen KENT Fuel Guardin käyttö vähentää kondenssiveden kertymistä tankkiin ja huoltaa polttoainelinjastoa.
Pitkäaikainen kausisäilytys (veneet, moottoripyörät, autot, työkoneet, pienkoneet ym. bensa- ja dieselkäyttöiset):
Varsinkin bensakoneissa polttoaineen palavat komponentit haihtuvat ja polttoaine menettää kykynsä palaa/räjähtää. Nykyiset polttoaineet eivät kestä esim. talven yli säilytystä menettämättä ominaisuuksiaan. Ongelma poistetaan lisäämällä tankkiin KENT Fuel Guardia, joka estää palavia komponentteja haihtumasta polttoaineen kausisäilytyksen aikana.
Lämpötilan vaihtelu (kaikki dieselkoneet)
Kesälaatuinen dieselpolttoaine hyytyy pakkasella eikä pääse läpi suodattimista, jolloin moottori ei saa polttoainetta ja sammuu. Täysi tankki kesälaatuista dieseliä joutaa siis ongelmajätteeksi, jos talvi pääsee yllättämään autoilijan. Ongelma poistetaan lisäämällä KENT Diesel Antiwaxia oikeassa seossuhteessa kesäpolttoaineen sekaan, jolloin saadaan lisättyä polttoaineen pakkaskestävyyttä sekä poistettua mahdollinen kondenssivesi tankista.
Muita hyötyjä lisäaineista:
KENT Fuel Guard puhdistaa polttoainetankin pohjalle sekä putkistoihin kertyvää tervamaista sakkaa, voitelee polttoainepumppua ja poistaa karstaa suuttimista aiheuttaen puhtaan palamisen ja esimerkiksi hiukkassuodattimen ja EGR-venttiilin moitteettoman toiminnan, koska suuttimet ovat karstattomat, jolloin palaminen on optimaalisella tasolla. Bensakoneissa (4T ja 2T) hyöty tulee siitä, että KENT Fuel Guard estää palavien komponenttien haihtumista ja poistaa mahdollisen kondenssiveden tankista aiheuttaen helpomman kännistyvyyden kausisäilytyksen jälkeen.
KENT Fuel Guard parantaa myös polttoainekäyttöisten lisälämmittimien toimintavarmuutta. Mallista riippuen lisälämmitin voi toimia jopa ilman omaa polttoainesuodatinta. KENT Fuel Guard hoitaa samalla tavalla lisälämmittimelle ohjattavaa polttoainetta poistaen kondenssiveden sekä puhdistaen suuttimia. Fuel Guard -käsittelyllä asiakaskorjaamomme ovat saaneet elvytettyä huonosti toimivia "tukkoisia" lisälämmittimiä.
Loppuyhteenveto
Tieto moottorin toiminnasta on valttia ja kannattaa suhtautua myös kriittisesti siihen, mitä polttoainevalmistajat kertovat polttoaineista: Pienempää polttoainekulutusta, pienempää hiilijalanjälkeä, enemmän tehoja, vähemmän ongelmia, parempaa moottorin toimintaa jne… Alla muutamia lainauksia polttoaineyhtiöiden sivustoilta:
”parempi syttyminen ja palaminen” ST1
”se syttyy herkemmin” Shell
”lisäaineistus pitää moottorin puhtaampana ja se toimii paremmin” Neste
”säännöllisellä käytöllä moottori hyötyy eniten” ST1
”erityisesti Suomalaisiin olosuhteisiin suunniteltu” Shell
”tuo välittömästi enemmän voimaa” ST1
”auton suorituskyky on välittömästi käytössä” Shell
”diesel palaa puhtaammin” Shell
”suunniteltu pitämään moottorit entistä puhtaampina” Neste
”pienemmät lähipäästöt erityisesti raskaan liikenteen ajoneuvoille” Shell
Herää kysymys mihin verrattuna parempi toimivuus, mihin verrattuna herkempi syttyvyys ja mitä tuotetta parempi suorituskyky? Nykyaikaisilla polttoaineilla saavutetaan varmasti absoluuttisesti parempaa tehokkuutta verrattuna vanhoihin. Kun otetaan huomioon myös moottorien kehittyminen, päästövaatimusten tuomat haasteet sekä moottoreiden jopa vuosikymmenien käyttöikä, eteen tulee haasteita, joita pelkästään polttoaineen valmistajat eivät pysty ratkaisemaan näin nopealla kehitystahdilla.
KUVA: Vuosimallin 2016 BMW ilmoittaa polttoainesäiliön korkissa: Ei lisäaineita, ei biodieseliä, mitä tekee kuluttaja. Kyseisen ajoneuvon huoltoliike lisää säännöllisesti lisäainetta ja suosittelee E950 standardin mukaista biodieseliä
KUVA: Näyte polttoainetankista, alkava leväkasvusto päässyt hyvään vauhtiin.
