Dizel gorivo u zimskim uvjetima

Vlasnici vozila s dizel motorima najčešće se susreću s problemima u zimskim mjesecima. Kako se dizel gorivo sastoji uglavnom od parafinskih ugljovodonika, pri temperaturama od -5 °C do -10 °C dolazi do kristalizacije parafina u gorivu te ono postaje zamagljeno. U ovoj fazi još ne postoje problemi s korištenjem goriva. Međutim, s daljnjim snižavanjem temperature, povećava se veličina kristala parafina koji mogu začepiti filter, koji tada postaje nepropustan za gorivo. Klasičan simptom ovog problema je nemogućnost paljenja motora ili gašenje motora u vožnji. Temperatura kod koje dolazi do začepljenja filtera naziva se tačka filtrabilnosti.

Također, treba uzeti u obzir da i manje količine vode prisutne u dizel gorivu mogu dovesti do smrzavanja dizel goriva i pri temperaturama malo ispod 0°C. Ukoliko je okolna temperatura niža od -15 °C vrlo je vjerovatno da će doći do začepljenja filtera goriva kristalima parafina. Kako bi prevazišli ovaj problem, proizvođači vozila ugrađuju grijače u filtere goriva, a proizvođači goriva, dodaju u dizel gorivo aditive koji snižavaju tačku filtrabilnosti. U zavisnosti od tački filtrabilnosti, za Europsko tržište definirano je šest kategorija dizel goriva za normalne klimatske uvjete i četiri za alpske klimatske uvjete. Svaka država bira koju će kategoriju primenjivati u zavisnosti od klimatskih uvjeta/uslova i od godišnjeg doba.

U protekloj 2012. godini u Europi su zabilježeni rekordi u pogledu temperatura, pa i količina padavina. Statistika pokazuje da je mjesec februar/veljača 2012. godine bio jedan od najhladnijih u prethodnom periodu. Ovakvi vremenski uvjeti/uslovi uzrokovali su dosta problema sa nemogućnošću paljenja, tj. nepokretnosti vozila sa dizelskim motorima.

Vozila i uzorci goriva

Nepovoljni statistički podaci motivirali su ADAC da provede kompleksna testiranja kojim se pridružio BIHAMK, a sve u cilju ocjene zimskih performansi dva popularna vozila (VW Golf VI i Opel Insignia) uz primjenu četiri konvencionalna goriva, tj. goriva koja su uzeta sa četiri pumpne stanice. Vozila su odabrana na osnovu statistike ADAC-a iz mjeseca februara/veljače 2012. godine, koja je pokazala da su vozila VW Golf VI imala najmanje problema sa gorivom, dok su vozila Opel Insignia imali najviše problema sa gorivom, odnosno sa začepljenim filterom goriva.

Rizik za začepljenje sistema goriva kristalima parafina uvelike zavisi od dizajna vozila, tj. sistema za napajanje gorivom. Odlučujući faktor predstavlja oblik i položaj spremnika goriva, položaj i tip električne dopremne pumpe, vodovi za gorivo, položaj filtera za gorivo kao i grijač filtera ukoliko postoji. Trenutno su dostupne tri izvedbe sistema grijanja filtera goriva: električni grijač koji je smješten u neposrednoj blizini filtera; sistem koji koristi zagrijano gorivo koje se putem povratnog voda vraća do filtera; sistem koji neiskorištenu toplotu motora putem rashladne tečnosti koristi za zagrijavanje filtera (rijetka primjena ovog sistema kod novijih vozila).

VW Golf VI koristi gorivo koje se iz visokotlačnog dijela sistema (common rail) putem povratnog voda vraća direktno do filtera. Količina zagrijanog goriva koja se dovodi do filtera kontrolisana je ventilom za predgrijavanje i ekspanzionim elementom, koji se nalaze u kućištu filtera. Kućište filtera je smješteno u motornom prostoru, te je na ovaj način ublažen uticaj atmosferskih uvjeta.

                                                                                                 Slika 1.a grijanje filtera aktivirano

                                                                                               Slika 1.b grijanje filtera nije  aktivno
                                                                                                        

Kod Opel Insignia, grijuće tijelo je električni grijač koji je postavljen na gornjem dijelu kućišta filtera koji je smješten u podvozju, u neposrednoj blizini spremnika za gorivo. Sa slike 2 može se primjetiti da je zbog svog položaja, filter goriva slabo zaštićen od vanjskih uticaja.

  Slika 2 - Položaj filtera kod Opel Insignia

  Slika 3 - Kučište filtera sa električnim grijačem

Testiranje je imalo za cilj da se odrede ne samo karakteristike standardnog zimskog dizel goriva već i efikasnost sistema grijanja filtera goriva. Dizel gorivo koje se stavlja u promet na pumpnim stanicama u Njemačkoj u periodu od 16. novembra/studenog tekuće godine do 28./29. februara/veljače iduće godine mora biti u skladu s DIN EN 590 kao i da filtrabilnosti mora biti osigurana do - 20 0C (utvrđena prema standardu DIN EN 116). Za potrebe testiranja, uzorci dizel goriva su uzeti sa četiri pumpne stanice kao što pokazuje tabela 2.

                                                                   Tabela 2 – Uzorci goriva

Za potrebe utvrđivanja relevantnih parametara uzoraka goriva angažirana je akreditirana laboratorija Analytik-Service Gesellschaft (ASG). Rezultati laboratorijske analize su dati u tabeli 3.

                                       Tabela 3 – Rezultati analize uzoraka goriva

Testiranje

Spriječavanje začepljenja filtera goriva kod dizel motora ne zavisi samo od primjene dizel goriva sa odgovarajućim niskotemperaturnim karakteristikama, već i od sistema grijanja filtera goriva. U okviru ovog testa obuhvaćen je i sistem grijanja filtera goriva na odabranim modelima vozila.Kako bi se testiranje učinilo što realnijim i vjerodostojnijim, prije samog testiranja izvršena je zamjena motornog ulja, filtera goriva, grijača filtera goriva na oba vozila. Također, nakon završenog testiranja jednog uzorka goriva izvršeno je ispuštanje preostalog goriva kao i zamjena filtera goriva, kako bi se spriječila mogućnost miješanja dva uzorka goriva. U toku provođenja testa, konstantno je vršeno mjerenje najbitnijih parametara kao što su: temperatura zraka, goriva, motornog ulja, pritisak u sistemu prije i poslije filtera goriva.

                                                                                    Slika 4 - VW Golf VI na ispitnom uređaju sa valjcima

Test je proveden na ispitnom uređaju sa valjcima koji se nalazio u klimatiziranoj prostoriji, kako bi se ostvarila potrebna temperatura. Ispitni uređaj je korišten za simulaciju otpora prilikom kretanja vozila u funkciji brzine.

                                                                               Slika 5 - Promjena temperature uslijed zagrijavanja filtera goriva

Sa gornje slike je izrazito uočljivo da VW Golf VI posjeduje znatno efikasniji sistem grijanja filtera goriva u odnosu na Opel Insignia-u. S toga, kod Opel Insignia najniža vanjska temperatura koja je ostvarena, a da nije narušen normalan rad motora je -22 °C, dok kod VW Golf VI ova temperatura išla čak do -28 °C. Ovdje treba napomenuti da su navedene temperature varirale u zavisnosti od primjenjenog uzorka goriva.

Sve ovo pokazuje da na sveukupne karakteristike jednog dizel vozila u pogledu radnih okolnih temperatura osim karakteristika dizel goriva utiče i model vozila, tj. dizajn i karakteristike sistema za dobavu dizel goriva.