Koło dwumasowe, common rail i turbo - jak zmniejszyć ryzyko awarii w nowoczesnym dieslu?

Czasy, gdy silniki Diesla były konstrukcjami prostymi, wręcz prymitywnymi bezpowrotnie dobiegły końca. W latach dziewięćdziesiątych powszechne stały się turbodoładowane silniki wysokoprężne, a dużą w tym zasługę miał Volkswagen, ze swoim nieśmiertelnym motorem 1.9 TDI. Silniki te miały dobre osiągi i były oszczędne, ale głośne.

Najnowsze konstrukcje pracują znacznie ciszej, porównywalnie do silników benzynowych. Dysponują mocą powyżej 150 KM i potężnym momentem obrotowym, przez co idealnie sprawdzają się w długich trasach. I właśnie z myślą o nich zostały stworzone. Oto przegląd rozwiązań technicznych stosowanych są we współczesnych silnikach wysokoprężnych, lista ich największej bolączek i sposobów, by ich uniknąć.

Dwumasowe koło zamachowe – dzięki niemu diesel nie wibruje
Coraz większy moment obrotowy, osiągany przez silniki przy niskich obrotach, oraz ogólne wysilenie konstrukcji powodują częstsze występowanie drgań skrętnych w układzie korbowym. Jednocześnie, producenci dążą do obniżenia masy zespołu napędowego, stosując do jego budowy materiały ze stopów lekkich, o niskim współczynniku tłumienia drgań. Te czynniki prowadzą do wytwarzania dużych wibracji przez pracujący motor, które mają niszczący wpływ na skrzynię biegów, półosie, przeguby, łożyska. Są również uciążliwe dla kierowcy i pasażerów.

Aby zniwelować problem drgań, coraz szerzej w silnikach wysokoprężnych (ale również w benzynowych) stosuje się dwumasowe koło zamachowe. Element ten jednocześnie pełni funkcję klasycznego koła zamachowego oraz tłumika drgań. Jak sama nazwa wskazuje, podzespół ten składa się z dwóch tzw. mas, pierwotnej oraz wtórnej. Pomiędzy nimi pracuje tłumik drgań skrętnych, który dzięki sprężynom i talerzom niweluje większą część wibracji, generowanych przez układ napędowy.

Jak dbać o dwumasowe koło zamachowe?
Budowa dwumasowego koła zamachowego jest skomplikowana, a sam element jest narażony na znaczne przeciążenia. Wszystko to sprawia, że jego żywotność nie jest duża. Dlatego tak ważny jest sposób eksploatacji samochodu. Mimo że koło dwumasowe przyczynia się do oszczędności paliwa, bo umożliwia płynną jazdę przy niskich obrotach, to jednak w czasie eksploatacji nie należy schodzić poniżej 1500 obr./min. Poniżej tej wartości generowane są drgania, powodujące przeciążenie elementów tłumiących koła zamachowego. Ostre ruszanie i nagłe przyspieszanie również prowadzą do szybszego zużycia tego kosztownego podzespołu. Jazda na półsprzęgle jest dopuszczalna tylko wyjątkowo, gdyż powoduje to przegrzewanie całego układu i zmianę konsystencji środków smarujących popularną dwumasę, w efekcie czego, elementy ruchome mogą ulec zatarciu.

Jak więc widać, ciągła eksploatacja w ruchu miejskim, częste ruszanie i zmiany biegów nie służą kondycji dwumasowego koła zamachowego; największe bezawaryjne przebiegi osiąga ono w autach pokonujących długie, spokojne trasy. Typowymi objawami zużycia są słyszalne stuki na biegu jałowym, wibracje, szarpanie przy gwałtownym dodaniu gazu. Szczytowa trwałość dwumasowego koła zamachowego to 150-200 tys. km (przy delikatnym stylu jazdy). W przypadku niestosowania się do zaleceń i w przewadze eksploatacji w ruchu miejskim, koło dwumasowe może wymagać wymiany już przy przebiegu poniżej 100 tys. km.

Dwumasowe koło zamachowe – ile kosztuje nowe, a ile regeneracja?
Ceny nowych kół dwumasowych są różne w zależności od marki i modelu auta, dla przykładu (producenci: LUK i Valeo):

• Opel Vectra C 1.9 CDTI 120 KM – 1610 zł,
• Renault Laguna III 2.0 dCi 130 KM – 2150 zł,
• Ford Focus II 1.8 TDCI 115 KM – 1500 zł,
• Honda Accord 2.2 i-CTDi 140 KM – 2260 zł.

Do wyżej wymienionych kwot doliczyć należy koszt robocizny, który wyniesie średnio 500-700 zł. Nie jest to mało, dlatego zazwyczaj koło dwumasowe wymienia się razem ze sprzęgłem, by uniknąć dwukrotnego i kosztownego demontażu układu przeniesienia napędu. Warto wspomnieć o możliwości regeneracji dwumasowego koła zamachowego. Ta operacja pozwoli zaoszczędzić nawet połowę kwoty, którą należałoby przeznaczyć na zakup nowego podzespołu. Trzeba mieć jednak na uwadze, że koło odzyska sprawność i trwałość części fabrycznie nowej wyłącznie wtedy, gdy wymienione zostaną wszystkie jego zużyte i niesprawne elementy. Zazwyczaj powinno się wymienić: sprężyny, tuleję wielorowkową, ślizgi dystansujące, ślizgi oddzielające wybierak od płyty górnej i dolnej, oraz smar wysokotemperaturowy. Ważnym jest również, aby zamontowane części były przeznaczone do konkretnego modelu.

Turbosprężarka – dzięki niej silnik wysokoprężny ma kopa

Wyśrubowane normy emisji spalin wymusiły konieczność stosowania turbosprężarek nawet w silnikach o niewielkiej pojemności skokowej. Z punktu widzenia producentów jest to rozwiązanie korzystne, gdyż koszt zwiększenia osiągów auta za pomocą turbosprężarki jest dla nich znacznie niższy od klasycznych modyfikacji głowicy i elementów przeniesienia napędu. Nie bez znaczenia są również takie czynnik jak obniżenie masy silnika oraz zmniejszenie zużycia paliwa i wspomnianej wyżej emisji dwutlenku węgla i innych szkodliwych substancji.

Każda turbosprężarka składa się z dwóch podstawowych części: turbiny i sprężarki. Wirnik turbiny napędzany jest poprzez spaliny silnika i osiąga prędkość powyżej 200 000 obr./min. Połączony on jest wałkiem z wirnikiem sprężarki. Układ łączący jest łożyskowany i smarowany olejem silnikowym. Wirniki są zabezpieczone przed dostawaniem się do nich oleju dzięki zastosowaniu pierścieni uszczelniających. Celem działania turbosprężarki jest wtłoczenie do kolektora dolotowego dodatkowej porcji powietrza, o średnim ciśnieniu 1,3-1,5 bar. Dzięki temu silnik spala większą ilość paliwa w krótszym czasie, co zwiększa efektywność procesu, a tym samym, osiągi pojazdu.

Jak dbać o turbosprężarkę?
W turbosprężarkę wyposażone są niemal wszystkie obecnie produkowane silniki wysokoprężne. Rozwiązanie jest bardzo popularne, ale niestety, wrażliwe na nieprawidłową eksploatację i dosyć awaryjne. Niedopuszczalne jest gwałtowne ruszanie i osiąganie wysokich obrotów na krótko po uruchomieniu silnika. Turbina musi mieć czas, aby się rozgrzać, rozpędzić oraz otrzymać właściwe smarowanie. Ostatnia kwestia jest niezwykle istotna: należy zadbać, aby olej silnikowy był najwyższej jakości i czystości, należy go również częściej wymieniać. Najlepiej skrócić okres między wymianami o połowę w stosunku do tego, co zaleca producent (w większości przypadków będzie to więc 7-10 tys. km). Po długotrwałej jeździe z wykorzystaniem wysokich obrotów nie powinno się gasić od razu silnika, tylko poczekać przez około dwie minuty na wolnych obrotach, aż wirniki turbosprężarki wyhamują, a całość nieco się schłodzi. Jeśli zastosujemy się do powyższych zaleceń, żywotność turbosprężarki powinna się wydłużyć.

Regeneracja turbosprężarki
Jeśli jednak dojdzie do zatarcia łożysk, czy uszkodzenia wirnika, turbosprężarkę można zazwyczaj poddać regeneracji. Polega ona dokładnym czyszczeniu turbiny i wymianie zużytych elementów. W przypadku systemu o mniejszym skomplikowaniu, czyli turbiny o stałej geometrii łopatek wirnika, zabieg ten zazwyczaj daje oczekiwane rezultaty i całość, wraz z robocizną, może się zamknąć w kwocie poniżej 1000 zł. Jednak w przypadku systemów o zmiennej geometrii, gdzie na obwodzie wirnika turbiny umieszczone są dodatkowo tzw. kierownice spalin, sprawa jest znacznie trudniejsza. Kierownice spalin to łopatki, które, za sprawą zmiany swojego położenia, regulują ciśnienie doładowania i pomagają dostosować je do optymalnych wartości, zależnie od prędkości obrotowej silnika. Pozwala to na ograniczenie występowania zjawiska tzw. turbodziury. Systemy te, ze względu na niższą temperaturę spalania oleju napędowego, znajdują zastosowanie głównie w silnikach wysokoprężnych.

Nowe turbosprężarki o zmiennej geometrii łopatek potrafią kosztować nawet ponad 5000 zł, nic więc dziwnego, że kierowcy decydują się na regenerację zużytych podzespołów. Niestety, bywa że kosztujący często ponad 2000 zł zabieg nie przynosi oczekiwanych efektów – bez specjalistycznych urządzeń i aparatury serwisowej nie da się przeprowadzić naprawy tak, aby pierwotne parametry silnika zostały zachowane. W skrajnych przypadkach samochody tracą nawet połowę swojej nominalnej mocy i momentu obrotowego. Decydując się na regenerację turbosprężarki o zmiennej geometrii łopatek, powinniśmy wybrać możliwie najbardziej profesjonalny i nowoczesny warsztat. Istnieje rynek nowych zamienników turbosprężarek, jednak, ze względu na ich przeważnie fatalną jakość i niedopasowanie, nie warto brać takiego rozwiązania pod uwagę.

- Zużytą turbosprężarkę rozpoznamy po następujących symptomach: auto mocno dymi z rury wydechowej, bo mniejsza ilość dostarczanego przez sprężarkę powietrza powoduje większą emisję sadzy, słychać gwizdy i metaliczne piski podczas jazdy pod niewielkim obciążeniem, auto może być „mułowate". Zaniepokoić powinny nas również wszelkie wycieki oleju z turbosprężarki – wymienia Zbigniew Domański, specjalista z serwisu Moto-Mix w Siedlcach.

F

iltr cząstek stałych (DPF/FAP) – dzięki niemu turbodiesel nie kopci

Technologia oczyszczania spalin z sadzy została zastosowana w odpowiedzi na wprowadzenie unijnych norm emisji Euro 4 i Euro 5. Filtry DPF (filtracja sucha) oraz FAP (filtracja z dopalaniem sadzy na mokro, przy użyciu specjalnego płyny obniżającego temperaturę spalania sadzy) są obecnie stosowane w niemal wszystkich, współcześnie produkowanych samochodach z silnikami Diesla. Filtry cząstek stałych znajdują się w układzie wydechowym, najczęściej za katalizatorem i składają się z obudowy i wkładu. Wkład tworzony jest przez liczną sieć kanałów, wykonanych z węglika krzemu, pokrytego związkami absorbującymi cząsteczki sadzy. Niestety, pojemność filtrów jest ograniczona. Producenci przewidzieli procedurę samooczyszczania filtra, polegającą na dopaleniu znajdującej się w nim sadzy. Proces ma zazwyczaj miejsce co kilka tysięcy kilometrów. Muszą jednak wystąpić odpowiednie warunki ku temu, tj. możliwość jednostajnej jazdy na podwyższonych obrotach przez okres 10-15 minut. Trzeba więc wyjechać na drogę ekspresową, bądź autostradę.

Zabieg dopalania sadzy nie zawsze jest skuteczny; bywały przypadki, że dodatkowa porcja paliwa dozowana w celu zwiększenia obrotów silnika, a tym samym – temperatury spalin, trafiała do oleju silnikowego, rozrzedzając go. Ryzyko takiego zdarzenia istnieje przede wszystkim w przypadku przerwania przez kierowcę procedury dopalania, np. w przypadku wystąpienia nieprzewidzianej sytuacji na drodze: konieczność nagłego hamowania, zmiana biegu, a co za tym idzie – zejście silnika z podwyższonych obrotów. Następstwa mogą być bardzo niebezpieczne dla kondycji silnika, a także dla turbosprężarki, która przecież smarowana jest olejem. Ponadto, w sadzy zawsze znajdują się części niepalne, których nagromadzenie prędzej czy później doprowadzi do permanentnego zapchania się filtra, co pociąga za sobą konieczność jego wymiany. A to jest zawsze koszt rzędu kilku tysięcy złotych, nierzadko nowy filtr wyceniany jest na 10000 zł.

Jak dbać o filtr cząstek stałych?
Dla filtrów cząstek stałych zabójcza może okazać się eksploatacja miejska. Gdy samochód nie wyjeżdża na drogi szybkiego ruchu, w układzie wydechowym nie powstają warunki odpowiednie do dopalenia sadzy. Najważniejsza jest tutaj świadomość kierowcy. Jeśli użytkujemy nasze auto przez większość czasu w mieście, warto jest co 2-3 tys. km przebiegu wyruszyć na kilkudziesięciokilometrową przejażdżkę trasą szybkiego ruchu.

Nawet pomimo stosowania się do zaleceń, żywotność typowego filtra nie przekracza przebiegu 150-200 tys. km. Objawem zapchania się filtra najczęściej jest spadek mocy i przejście silnika w tryb awaryjny. Wtedy można jeszcze spróbować wymusić procedurę dopalania sadzy w warunkach serwisowych, jednak nie zawsze okazuje się to skuteczne. Natomiast usunięcie filtra wiąże się zawsze z szeregiem innych modyfikacji (wydech, oprogramowanie) i kosztuje 1500-3000 zł. Ponadto jest to rozwiązanie niezgodne z prawem, a tak przerobione auto nie ma szans na spełnienie rygorystycznych norm emisji. Może się to skończyć zatrzymaniem dowodu przez policję albo problemami z przejściem obowiązkowego przeglądu w stacji kontroli pojazdów.

Wtryskiwacze paliwa – silnik Diesla zawdzięcza im osiągi i niskie zużycie paliwa
Kolejną newralgiczną częścią osprzętu nowoczesnych silników wysokoprężnych są wtryskiwacze oleju napędowego, pracujące dziś najczęściej w systemie common rail. Typowy wtryskiwacz składa się z korpusu, cewki elektromagnetycznej, zaworu sterującego i końcówki wtryskowej. Awariom najczęściej ulegają dwa ostatnie elementy. W przypadku zużycia zaworu, paliwo, które powinno być dawkowane zostaje cofnięte do baku. Wtedy nie uruchomimy silnika. Z kolei podstawowym objawem zapchania, bądź zużycia końcówek wtryskiwaczy jest kopcenie na czarno. Ze względu na rodzaj, wtryskiwacze układów common rail dzielimy na elektromagnetyczne i piezoelektryczne. Obecnie nie ma sprawdzonych i skutecznych technologii naprawy i regeneracji wtryskiwaczy piezoelektrycznych, czynności ograniczają się do ich diagnostyki i wymiany na nowe.

Regeneracja wtryskiwaczy common rail

W samochodach przeważają jednak wtryskiwacze elektromagnetyczne, których regeneracja jest bardzo popularnym i skutecznym sposobem naprawy. Niechlubnym wyjątkiem są tutaj wtryskiwacze firmy Denso. O ile do systemów produkowanych przez Boscha i Delphi dostępne są części zamienne i schematy naprawcze, to Denso od początku uniemożliwia naprawę swoich produktów. Wtryskiwacze produkcji tej firmy instalowane są w samochodach wielu marek japońskich, a także w niektórych Fordach czy Fiatach. W ostatnim czasie firma Denso zaczęła wprowadzać nieco łagodniejszą politykę i w Polsce powstał już jeden autoryzowany warsztat, zajmujący się regeneracją takich wtryskiwaczy. W zależności od modelu (na przykładzie Toyoty) można tam zakupić wtryskiwacze w cenie od 700 do 1400 zł za sztukę, co stanowi mniej niż połowę kosztu nowego elementu dostępnego u producenta.

Regeneracja układów Boscha i Delphi jest znacznie tańsza; pełnowartościowy podzespół dostaniemy za kwotę od 200 od 700 zł, podczas gdy koszt fabrycznie nowego wyniesie od 900 do 1500 zł. Do cen należy doliczyć wartość robocizny – od 200 do 300 zł za montaż kompletu. Natomiast za nienaprawialne wtryskiwacze piezoelektryczne będziemy zmuszeni zapłacić od 1000 do 1500 zł za sztukę; przykładowe modele, w których je zastosowano: Skoda Octavia 2.0 TDI CR, Renault Laguna 2.0 dCi, Mercedes E320 CDI.

Jak dbać o wtryskiwacze w silniku Diesla z common rail i nie tylko?
Awarie wtryskiwaczy w silnikach wysokoprężnych są zazwyczaj spowodowane kiepską jakością oleju napędowego. Do nowoczesnych konstrukcji należy tankować tzw. paliwo bezsiarkowe, gdyż siarka przyczynia się do szybkiego zużycia dysz wtryskiwaczy. Obecność w paliwie wody i zanieczyszczeń może bardzo szybko zakończyć żywot końcówek wtryskujących, ponieważ muszą one zmagać się z ciśnieniem nawet 2000 bar.

Jedyną ale wciąż niepewną metodą prewencyjną jest tankowanie wyłącznie na sprawdzonych markowych stacjach. Nie należy zapominać o regularnych wymianach filtra paliwa; również okresowe czyszczenie zbiornika paliwa baku w polskich warunkach wydaje się być racjonalnym rozwiązaniem prewencyjnym. Nawet tankując olej napędowy na dobrych stacjach, już po przebiegu 50 tys. km na dnie baku może być obecna duża ilość szlamu, który po zassaniu przez pompę spowoduje spustoszenie wśród wtryskiwaczy.

Zobacz też: Nowy samochód kompaktowy - porównanie kosztów zakupu i eksploatacji popularnych modeli

- Eksploatując samochód z nowoczesnym silnikiem wysokoprężnym trzeba bezwzględnie stosować się do wszystkich zaleceń jego producenta. Najważniejszy jest regularny i fachowy serwis, gdyż silniki te, z racji swojego skomplikowania wymagają szczególnej troski. Jednak nawet przestrzegając tych reguł i rozsądnie eksploatując swój samochód w ruchu mieszanym, nie unikniemy zapewne awarii wtryskiwaczy, czy zapchania filtra cząstek stałych. Dlatego, jeszcze przed zakupem auta, warto rozważyć jego zazwyczaj mniej kłopotliwą wersję benzynową, bo często pieniądze zaoszczędzone na paliwie musimy potem zostawić w serwisie – radzi Zbigniew Domański.