Ačkoli výrobci neustále zdokonalují konstrukci motorů nákladních vozidel, nadměrné usazování karbonu zůstává jedním z nejpalčivějších provozních problémů flotil a servisů. Týká se to jak vozidel splňujících normu Euro 6, tak i nejnovějších konstrukcí připravených pro Euro 7. Automechanici připouštějí, že sací potrubí znečištěné karbonem nebo zablokované pístní kroužky jsou dnes běžnou záležitostí.

Proč se v moderních motorech tvoří více karbonu?

Moderní motory mají vyšší účinnost, ale zároveň pracují při vyšších tlacích a teplotách. Výsledkem je intenzivnější pyrolýza oleje a paliva, a tedy i rychlejší tvorba karbonu. U motorů splňujících nejnovější emisní normy může být teplota v okolí sacích ventilů o 40–60 °C vyšší než u motorů vyrobených před deseti lety. To výrazně urychluje usazování pevných usazenin.

Pro omezení emisí škodlivých oxidů dusíku (NOx) se v moderních motorech používá EGR ventil. Jeho funkce spočívá v opětovném vracení části výfukových plynů do spalovací komory. Tento proces snižuje teplotu spalování, což vede ke snížení tvorby NOx. U nákladních vozidel je podíl vzduchu z EGR ventilu dost velký už u normy Euro 6, a u novějších koncepcí Euro 7 ještě větší. Je to jeden z hlavních „nepřátel“ čistého sání. Výfukové plyny se vrací do sání a přenášejí saze, které se mísí s odpařeným olejem z odvětrávání. Tak vznikají pevné usazeniny. Servisy hlásí případy, kdy se po ujetí 300–400 tisíc km průřez sacích kanálků zmenšil o více než 30 %.

Moderní systémy Common Rail v nákladních automobilech pracují při tlacích v rozmezí 2000–2500 barů. Takový nárůst tlaku způsobuje, že proces vstřikování je mimořádně přesný a samotné jednotky dosahují vysoké účinnosti a nízké spotřeby paliva.

Zároveň však dochází k nežádoucímu jevu, který byl u motorů starší generace mnohem méně častý. Jedná se o takzvaný „blow-by”.

Co je to blow-by v motorech nákladních vozidel?

V ideálních podmínkách by pístní kroužky měly těsně oddělovat spalovací komoru od klikové skříně. V praxi však mezi kroužky vznikají mikroskopické mezery. Může také docházet k tepelné deformaci pístů. Netěsnosti umožňují části výfukových plynů proniknout pod píst během zapalování. Čím vyšší je tlak ve válci, tím silnější je tlak výfukových plynů směrem k pístním kroužkům a tím více plynů proniká do klikové skříně.

Jev Blow-by přenáší do klikové skříně směs výfukových plynů obsahujících saze a popel, výpary paliva a mikrokapičky motorového oleje. Spolu s nimi se tam dostávají také produkty oxidace oleje, které časem nabývají lepkavé a dehtovité konzistence. Celá tato směs se poté dostává přes odvětrání klikové skříně do sacího systému, odkud putuje dále do turbodmychadla, mezichladiče a sacího potrubí. V okamžiku, kdy se spojí s recirkulovanými výfukovými plyny ze systému EGR, vytváří ideální podmínky pro vznik pevných, odlupujících se usazenin karbonu, které v průběhu času začínají omezovat průtok vzduchu a narušovat fungování celého systému sání.

Nákladní automobily mají s blow-by mnohem větší problém než osobní automobily, především kvůli dlouhým intervalům mezi servisy, které často dosahují 60 až 120 tisíc kilometrů. Během této doby olej pracuje nesrovnatelně déle než v osobních motorech a s každým ujetým kilometrem roste jeho oxidace, zvyšuje se viskozita při vysokých teplotách a přibývají lehké frakce, které se snadno odpařují do klikové skříně. Olej, který se blíží konci své životnosti, je náchylnější k tvorbě usazenin, takže plyny pronikající přes kroužky přenášejí do systému stále větší množství vazkých a dehtových nečistot.

K tomu přispívá také charakteristika práce pohonných jednotek v nákladních automobilech. Motory těchto vozidel pracují pod vysokým zatížením po dlouhou dobu, často nepřetržitě. Ačkoli jsou teplotní podmínky stabilnější než v osobních automobilech, teplota a tlak se udržují na mnohem vyšší úrovni, což napomáhá k intenzivnějšímu blow-by efektu a urychluje degradaci oleje.

Usazování karbonu – problém, kterému je těžké zabránit

Karbon v moderních motorech nákladních vozidel není otázkou nějakého zanedbání, ale vedlejším efektem zpřísňujících se emisních norem a stále výkonnějších jednotek. Za teplot a tlaků, při kterých pracují současné dieselové motory, vedou i malé odchylky v kvalitě oleje, průchodnosti odvzdušnění, fungování EGR nebo stavu sacího systému k tvorbě pevných, obtížně odstranitelných usazenin.

Flotily, které zavedou pravidelné čištění sání, kontrolu ventilů a zkrátí intervaly výměny oleje, jistě zaznamenají nižší spotřebu paliva a méně poruch. Zdá se, že v éře Euro 6 a nadcházející Euro 7 boj s karbonovými usazeninami nezmizí, ale lze jej vyhrát správným provozem a servisem.