Gdy widzimy kłęby dymu z tłumika ciągnika, większości z nas kojarzy się to z mocą silnika. Szczególnie wtedy, gdy towarzyszy temu hałas, bo tłumik akurat jest kawałkiem kwasodpornej rury. Już tak mamy zakodowane w głowach, że to, co głośne, warczy i dymi jest fajne i ma moc. A co na to Unia? Unia mówi, że się mylimy i ma rację.
Nie tylko ta “niedobra” Unia ma rację, bo dym z tłumika to wcale nic dobrego i to z kilku powodów. Dlaczego więc tak jest, że widząc kłęby dymu z rury wydechowej ciągnika, tak się ekscytujemy, kojarząc go z mocą silnika? Może coś w tym jest, a właściwie to było, bo w starych mechanicznych konstrukcjach układów wtryskowych zwiększona dawka paliwa powodowała niewielki wzrost mocy. Kosztem upierdliwego dymienia oczywiście. A skąd to dymienie?
Z procesu spalania węglowodorów zawartych w oleju napędowym oczywiście. A właściwie to z niepełnego spalania, które występuje, gdy w mieszance paliwowo-powietrznej w komorze spalania jest za mało tlenu. Więc gdy ręcznie podkręcimy na pompie wtryskowej dawkę, to mamy za dużo paliwa w stosunku do tlenu. Proces spalania jest zaburzony, a jego skutkiem jest wydzielanie się sadzy. Jest to prawie czysta postać węgla, ulatująca do atmosfery z wydechu naszego ciągnika.
Poniżej uproszczony przykład takiej reakcji wprost z lekcji chemii w szkole podstawowej. Biorą w niej udział:
– C₁₀ H₂₂ – wzór chemiczny oleju napędowego (uproszczony)
– O₂ – tlen zawarty w powietrzu (jest w nim go ok. 21%)
2 C₁₀ H₂₂ + 11 O₂ daje po spalaniu 20 C + 22 H₂O
Tłumacząc to na język normalnych ludzi, po podkręceniu dawki oleju napędowego i w wyniku niepełnego spalania wytwarzamy bardzo dużo sadzy (C) i wody (H₂O), a niekoniecznie więcej mocy. Takie spalanie, a właściwie jego skutki widoczne z daleka w postaci pióropusza dymu, są bardzo widowiskowe. I kompletnie nic nie dają, poza tym, że niezwykle szkodzą nam samym i środowisku. Sami pewnie się przekonaliście, że długotrwała praca z dymiącym w twarz tłumikiem powoduje szybkie zmęczenie, poważny ból głowy, zatrucie organizmu. W krytycznych przypadkach niedotlenienie i omdlenia, co związane jest z wdychanym tlenkiem węgla. Wiążąc się z hemoglobiną we krwi, zakłóca on rozprowadzanie przez nią tlenu w organizmie, a to jest już niesłychanie groźne dla życia.
Normy Euro dla zdrowotności
Już wiele lat temu postanowiono walczyć ze spalinami. Jednak aby ograniczenie ich emisji miało wymierne skutki, silniki diesla w ciągnikach musiały zostać gruntownie przeprojektowane. Zmiany te objęły ich całą konstrukcję oraz zasilanie. Omówimy je pokrótce.
– Układ zasilania powietrzem.
Wprowadzono filtry suche. Dosłownie suche, bo zasysane do silnika powietrze nie było już nasączane olejem silnikowym – jak w przypadku filtrów “mokrych” – dzięki temu nie spalano znajdującego się w nim oleju. Filtry stały się wielostopniowe i zbudowane z różnych warstw oczyszczających. Mówiąc wprost, zapewniło to silnikowi czyste i suche powietrze.
– Układ doładowania powietrza.
Masowe wprowadzenie turbosprężarek podniosło nie tylko efektywną moc silników przez wprowadzenie do komory spalania “ściśniętego” powietrza. Przez zwiększenie jego ilości znacząco poprawiło się tym samym samo spalanie i zmniejszyła ilość szkodliwych cząstek węgla w samym procesie spalania.
– Układ zasilania paliwem.
Tu zmiany były ogromne i przebiegały w kilku etapach. W pierwszej kolejności pojawiły się całkowicie nowe pompy wtryskowe wytwarzające większe ciśnienia i współpracujące z nowymi rodzajami końcówek wtrysku (normy Euro 3).
Następnie pojawiły się układy Common Rail, czyli wspólna dla cylindrów szyna będąca akumulatorem paliwa przechowywanego w niej pod ciśnieniem 1600 barów i większym. Dawkowanie paliwa do cylindrów przeprowadzone jest tutaj wieloetapowo, nawet przez szereg ośmiu następujących po sobie mikrowtrysków wykonywanych przez sterowane komputerem piezoelektryczne wtryskiwacze.
– Komora spalania i pierścienie.
Jej kształt dopracowano dla wymuszenia pełnego rozchodzenia się wtryskiwanej dawki paliwa i optymalizacji zapłonu. Zmianom uległy tłoki i ich pierścienie, które zostały opracowane na wytrzymywanie dużo wyższych ciśnień i temperatury przy zachowaniu wysokiej szczelności cylindra.
– Układ oczyszczania paliwa.
Wysokociśnieniowe pompy, a później zastosowane układy Common Rail i precyzyjnie dawkujące wtryskiwacze wymagały niezwykle czystego paliwa. Dlatego układy filtrujące olej napędowy zostały rozbudowane i znacznie powiększone. Te spore wymagania czystości oleju napędowego spowodowały rewolucję w dziedzinie materiałów służących do filtracji paliwa.
Nie ma dymu, a jest moc
Jak pewnie wiecie, wszystkie te układy ściśle ze sobą współpracują i są oplecione siatką czujników. Zarządza tym oprogramowanie przygotowane przez producenta silnika, a często też i samego ciągnika. Dziś nowoczesne ciągniki spełniające najnowsze normy emisji spalin nie walą w atmosferę właściwie nic szkodliwego, a już na pewno nie tlenki węgla czy sadzę. Jeśli nawet sadza jest w nich w śladowych ilościach generowana, to jest wyłapywana w filtrach i celowo dziś o nich nie wspomniałem. O drugiej stronie, czyli układach oczyszczania spalin, porozmawiamy kiedy indziej.
Rewolucyjne techniczne zmiany, jakie obserwujemy w ostatnich latach w silnikach maszyn rolniczych, mają też swój finansowy aspekt. Silniki i ich oprzyrządowanie służące do spełnienia wymogów czystości spalin jest drogie i znacznie wpłynęło na koszt samych maszyn. Zapewne sami to odczuliście.
Pozostaje pytanie, czy to wszystko było potrzebne. Moim zdaniem mimo wysokich kosztów tak, było potrzebne. Dziś, dzięki rozwojowi technologii w ciągnikach i kombajnach nie ma dymu, a jest moc. Choć niektórzy zarzucą mi, że skoro nie dymi z tłumika, to nie ma zabawy. Pamiętajmy, że dziś poniesiona cena, jaką płacimy za wymuszone technologie redukcji spalin, to zdrowie naszych dzieci. Dymiące maszyny niech widzą już tylko na zlotach ciągników zabytkowych.
