Oleje silnikowe a ekologia i ekonomika eksploatacji

Innym aspektem ograniczenia kosztów eksploatacji związanym z rozwojem olejów silnikowych jest zmniejszenie zużycia paliwa. Aspekt ten jest mniej dostrzegalny zwłaszcza w odniesieniu do pojedynczych pojazdów. Bywa jednak często podkreślany przez producentów olejów – jak podają firmy olejowe (np. Castrol), stosowanie oleju w klasie lepkości 0W-30 pozwala na zmniejszenie zużycia paliwa do 2% w porównaniu z olejem referencyjnym 15W-40. Czynnikiem pozwalającym na uzyskanie oszczędności jest zmniejszenie oporów ruchu podczas pracy bezpośrednio po rozruchu silnika oraz zmniejszenie oporów przepływu oleju w magistrali olejowej silnika. Jak wspomniano, oszczędności te w przypadku pojedynczych pojazdów są często niezauważalne. Wystarczy jednak przypomnieć procedury związane z rozruchem silników smarowanych olejami, które wymagały nagrzania silnika w celu zapewnienia odpowiedniego smarowania, a wpływ nowych olejów na zużycie paliwa stanie się jasny. Trzecim aspektem rozwoju olejów wpływającym na ograniczenie kosztów eksploatacji jest wzrost trwałości związany z poprawą smarowania, zmniejszeniem tarcia i zużycia smarowanych elementów.

Rozwój pakietu dodatków uszlachetniających do olejów (fot. © P. Ignaciuk)
Rozwój pakietu dodatków uszlachetniających do olejów (fot. P. Ignaciuk)

Oleje a ekologia

Rozwój motoryzacji to nie tylko zyski związane z szybkim i tanim transportem ludzi oraz towarów, ale również widoczne zmiany w środowisku: sieć dróg zmieniająca krajobraz, złomowiska i składowiska odpadów oraz wyemitowane do środowiska zanieczyszczenia. Oprócz dostających się do otoczenia znanych i niezidentyfikowanych związków powstających na skutek spalania mieszaniny paliwa i oleju silnikowego mamy też bezpośrednie wycieki oleju do gleby. W tym względzie rozwój składu chemicznego oleju powoduje, że jego negatywne oddziaływania są potencjalnie silniejsze. Sama rafinowana baza olejowa to jeden ze składników ropy naftowej – substancji szkodliwej, choć jak najbardziej naturalnej. Zmodyfikowana, odporna na utlenianie baza oraz wiele chemicznie aktywnych dodatków zasadniczo zmienia potencjalne negatywne oddziaływania oleju na środowisko. Warto tu przypomnieć, że jeden litr oleju jest w stanie zanieczyścić ponad dwadzieścia litrów gleby. W aspekcie bezpośredniego oddziaływania oleju na środowisko można zwrócić uwagę na dwa problemy wiążące się z jego przedostawaniem się do otoczenia. Pierwszy to szczelność smarowanych silników i przekładni. Drugi to rozwój sieci zbiórki przepracowanego oleju i jego recykling.

Powstawanie związków toksycznych podczas spalania paliwa i ich emisja do otoczenia w formie gazowej zostały mocno ograniczone przez odpowiednie przepisy prawne. W Unii Europejskiej są to normy Euro, a w USA EPA. Wprowadzone w normie Euro VI ograniczenia w odniesieniu do silników Diesla powszechnie stosowanych w pojazdach użytkowych zmniejszają limity emisji tlenków azotu NOx do poziomu 0,4 g/kWh i cząstek stałych PM do 0,01 g/kWh. Spełnienie tych wymagań nie jest już możliwe wyłącznie na drodze odpowiedniego sterowania silnikiem, ale wymaga stosowania układów oczyszczania spalin. Układy te obejmują zespoły: katalizatora utleniającego węglowodory wraz z filtrem cząstek stałych DPF oraz katalizatora redukującego tlenki azotu (SCR) wraz z katalizatorem utleniającym pozostałości amoniaku (NH3).

Opisany układ zachowuje sprawność, jeśli w spalinach nie występują związki siarki oraz związki metaliczne. Obecność siarki powoduje powstawanie szklistych zbitych osadów sadzy na filtrze DPF, których nie można usunąć przez wypalenie. Siarka negatywnie wpływa również na trwałość katalizatora utleniającego. Głównymi źródłami związków siarki w spalinach są paliwo (olej napędowy) i olej silnikowy. Olej silnikowy przedostaje się do komory spalania dzięki pompującemu działaniu uszczelnienia pierścieniowego. Jak wspomniano, podobne działanie do siarki wykazują również związki metali pochodzących z rezerwy alkalicznej olejów. Dlatego współczesny wysokiej jakości olej silnikowy ma zmniejszoną zawartość siarki (oleje niskopopiołowe Low SAPS o niskiej zawartości popiołu siarczanowego) oraz niższą wartość liczby zasadowej niż tradycyjne oleje przeznaczone do silników Diesla.

Jak widzimy, kompozycja oleju jest dostosowywana nie tylko do wymagań ekonomiki transportu (obniżenia kosztów związanych z gospodarką olejową), ale i do wymagań wynikających ze specyfiki działania układów oczyszczania spalin.

Oleje-silnikowe-a-eko-tabela

Autor: Piotr Ignaciuk