Ezt a cikket a Telex és az autóMAGAZIN együttműködésének keretében olvashatják.
Amikor egy belső égésű motor szívócsöve fekete pokollá változik, az ok mindig ugyanaz. A számtalan koromrészecske rengeteg mikroméretű olajcseppel keveredve szinte betonkemény anyaggá áll össze, miközben csak néhány tízezer kilométert tett meg az autó. Ez rendszeresen előfordul a dízelmotoroknál, de nem ismeretlen probléma a közvetlen befecskendezéssel működő benzinmotoroknál sem.
Ezeket a gondokat a technikai fejlődés idézte elő, pontosabban a kipufogógáz-kibocsátási normák szigorodása. A személyautók esetében 2001-től érvényes Euro 3 szabvány tartalmazott először előírást a nitrogén-oxidok (NOx) határértékére, ezért építettek a gyártók a korabeli dízelmotorokra kipufogógáz-visszavezető, más néven EGR-rendszereket, amelyben a rövidítés az angol Exhaust Gas Recirculation kifejezésre utal.
Ahogy a NOx-ra és a szilárdrészecskékre vonatkozó határértékeket egyre alacsonyabbra szorították az Euro-norma későbbi változatainak bevezetésekor, úgy vált egyre bonyolultabbá az előírások teljesítéséhez szükséges motortechnika. A mai tizenéves autók esetében jellemző Euro 4 megjelenésével a kipufogógáz-visszavezetés hűtése rendkívül elterjedtté vált, az Euro 6 teljesítéséhez pedig szét kellett választani ezt a rendszert egy nagy- és kisnyomású körre. Az előbbi közvetlenül a motor indítása után lép működésbe, utóbbi pedig a részterhelési tartományt fedi le, amikor a motor már meleg.
A kipufogógáz-visszavezetés manapság az égés szabályozására szolgál, magyarázza Thomas Koch professzor, a Karlsruhei Technológiai Intézet (KTI) dugattyús motorok intézetének vezetője. Ahogy a neve is mutatja, az EGR a kipufogógáz motorvezérlés által előírt részét juttatja vissza a szívócsatornába. Ez különösen fontos a dízelmotoros járműveknél, ahol a nagy légfelesleg nagyon magas hőmérsékletű égéshez vezet, ami nagy mennyiségű nitrogén-oxid keletkezésével jár. Az oxigénben szegény kipufogógáz visszavezetése csökkenti az égési hőmérsékletet és ezzel együtt a NOx-képződést.
Ennek a külső kipufogógáz-visszavezetésnek azonban két hátránya van. Egyrészt rontja a motor hatásfokát, másrészt az alacsonyabb hőmérsékletű égés több kormot termel. A koromrészecskék mérete a befecskendezési nyomás növelésével csökkenthető. Ez jó megoldás, ám ennek is van határa, és még a közvetlen befecskendezéses benzinmotorokban is keletkeznek nanométer nagyságrendű apró részecskék, és az utóbbi évek új autóiban szinte kizárólag ezzel a megoldással találkozunk.
Akár 60 százalékos kipufogógáz-visszavezetési arány
A dízelmotorok esetében a kipufogógáz-visszavezetés aránya elérheti a 60 százalékot, ami a gázhőmérsékletet 200 Celsius-fokkal, vagy akár ennél is nagyobb mértékben csökkentheti. A közvetlen befecskendezéses benzinmotoroknál legfeljebb a kipufogógáz felét vezetik vissza az égéstérbe, a régebbi szívócső-befecskendezős motorok esetében pedig 20 százalék a visszavezetés aránya. A benzinmotoroknál a NOx-kibocsátás sokkal kevésbé problémás, mint a dízeleknél, mert a hármas hatású katalizátor képes megbirkózni a megkötésükkel.
A benzinesekben az EGR elsősorban az üzemanyag-fogyasztás csökkentésére szolgál, mivel lehetővé teszi a fojtószelep nagyobb arányú nyitását, ami csökkenti a töltetcsere-veszteséget. Ugyanezt a hatást fejti ki az úgynevezett belső kipufogógáz-visszavezetés, amit nagy szelepátfedéssel, vagyis azzal érnek el, hogy a kipufogó- és a szívószelep hosszabban van együtt nyitva. Egyes modern benzinmotorok a teljes terhelési dúsítás alternatívájaként használnak külső EGR-t.
Eddig az elmélet és a technika. De mi okozza a kokszosodást? Messze a legfontosabb tényező, hogy a motor működésének munkaüteme során a dugattyúgyűrűk és a hengerfal között a forgattyúsházba szivárog a kipufogógáz, némi motorolaj, el nem égett üzemanyag-összetevők, illetve a vízpára keveréke. A forgattyús házban lévő nyomás szabályozása érdekében annak szellőztetése ezt a gázt a szívócsatornába vezeti, és hiába iktatnak közbe egy olajleválasztót, az sem képes visszatartani az összes olajködöt. A motor olajköréhez csatlakoztatott turbófeltöltő a visszatérő olajvezeték apró szivárgásain keresztül szintén juttathat némi olajat a beszívott levegőbe.
A szívócsatorna falára lecsapódott olajköd találkozik az EGR-en keresztül érkező részecskékkel. Ezek akkor áramlanak ide a legnagyobb számban, amikor a magasnyomású EGR-kör aktív, mert azon a részecskeszűrő előtti, azaz tisztítatlan kipufogógáz halad át. Ezért az EGR-szelepek esnek először a kokszosodás áldozatául, majd a fojtószelep és a szívócső következik. Súlyos esetekben a részecske-olaj keverék felhalmozódik a szelepeken és a befecskendező fúvókáin is. A kihalófélben lévő szívócső-befecskendezéses benzinmotorokban szinte ismeretlen a súlyos motorproblémákhoz vezető kokszosodás jelensége, mert ezekben a beporlasztott üzemanyag azonnal lemossa a részecskéket.
Ezek a motorok kokszolódnak
De miért kokszosodnak egyes dízelek erősebben, míg mások egyáltalán nem? És mely gyártókat érinti kiemelten ez a probléma? Mindkét kérdésre egyszerre nem lehet egyértelmű választ adni, mert szorosan összefüggnek egymással, és ráadásul a motorok eltérő kopása is belejátszik. A problémák az Euro 4 és az Euro 5 normák időszakában, tehát 2005 és 2014 szeptembere közt voltak a legsúlyosabbak, mondja Koch. Szerinte ekkoriban még sok mindent nem tudtak a motorfejlesztők, és az alkatrészek sem készültek olyan nagy pontossággal, mint ma. A kipufogógáz-tisztító egységeknek is csak 160 000 kilométerig kellett működniük, tette hozzá, mert ez szerepelt a korabeli előírásokban.
A Mercedes láthatóan viszonylag jól kézben tartotta és tartja a problémát, az Audi és a Volkswagen végül kidolgozta magát az önmaga előidézte, dízelbotrány okozta válságból. A BMW továbbra is küzd az EGR-hűtő korábbi szériájával kapcsolatos problémával, amelynek következménye, hogy a lerakódott korom összekeveredik a hibás hűtőbe szivárgó hűtőfolyadékkal, majd motortüzet okozhat a műanyag szívócsőben, és emiatt leég az egész autó.
A VW első közös nyomócsöves dízelmotorjainál újabb gond állt elő. A 2015-ben kezdődött emissziós botrány után kapott szoftverfrissítés sok esetben rontotta az érintett motorok teljesítményét. A német szövetségi gépjármű-közlekedési hatóság (KBA) visszahívásokat helyezett kilátásba néhány BMW, Mercedes, Porsche és Opel modell esetében. A tulajdonosoknak érdemes pontosan tájékozódniuk, hogy ők is érintettek-e ezekben az akciókban, vagy sem.
Az autós ingázás kockázata
A kokszosodás hátterében sokszor az autó használati módja áll. Általában is fokozott műszaki kockázatot jelent például, ha egy belső égésű motorral szerelt autót huzamosabb ideig kizárólag rövid távok megtételére használnak. Ez különösen igaz a dízelmotorokra, amelyeknél városi forgalomban a kipufogógáz-visszavezetés nagyon erőteljes, így a koromlerakódások mértéke is nagyobb. Ezért érdemes rendszeresen egy élénk országúti vagy autópálya-szakaszon, állandó sebességgel, a motor méretétől függően 80 és 130 km/h közötti sebességű autózással kezelni a problémát.
Ennek a kiszellőztetésnek van egy második előnye is. Amikor a kipufogógáz hőmérséklete elér egy meghatározott értéket, a dízel-részecskeszűrőben (DPF) felhalmozódott korom hamuvá ég. Ezt a folyamatot passzív regenerációnak nevezik. Emellett létezik aktív regenerálás is, amelyben a kipufogórendszer hőmérsékletét az üzemanyag utó- vagy előbefecskendezésével emelik, hogy beinduljon a koromrészecskék elégése a részecskeszűrőben.
Általánosságban véve a részecskeszűrőt kopóalkatrésznek kell tekinteni. A modern autókban, ahol a nitrogén-oxidokat semlegesítő SCR-katalizátor is csatlakozik hozzá, a részecskeszűrő élettartama ritkán éri el a 250 ezer kilométert. A sok rövid távú használat, amelynek során az aktív regenerációs ciklus többször megszakad, csökkenti a rendszer élettartamát. A régebbi dízelmotoroknál, amelyek a regenerálást üzemanyag-utóbefecskendezéssel indítják, egy másik probléma is felmerülhet. Ha a vezető regenerálás közben leállítja a motort, a pótlólagosan befecskendezett üzemanyag egy része elégetlenül a henger falára tapadhat, bekerülhet az olajba, és felhígíthatja azt. Egy újabb jó ok arra, hogy ne csak rövid utakra használjuk a dízelmotoros autónkat.
A motorolaj és az üzemanyag minősége is jelentősen befolyásolja a felsorolt hibalehetőségek kialakulásának kockázatát Carsten Graf üzemanyag-szakértő szerint. Mint mondja, az autósok sokszor nem tartják be a gyártók által kilométerben és időben meghatározott olajcsere-ciklusokat, de hasonlóan nagy gondot okozhat az is, ha nem a motor, illetve az autó gyártója által előírt kenőanyagot használják, csupán az olajgyártók ajánlásaira hagyatkoznak.
Az üzemanyag minősége szintén összefügg a motorban keletkező lerakódások előfordulásával, mert bár a benzinbe adagolt 5-10 százaléknyi bioetanolnak nincs számottevő hatása a lerakódás-képződésre, a biodízellel üzemeltetett motoroknál más a helyzet. Ez utóbbi esetben nem kívánt folyamatok indulhatnak be a motor működése során, amelyeknek éppen a lerakódás-képződés a következménye, ugyanakkor a szakértő szerint ezt a problémát a motorolajokra vonatkozó legújabb szabványokban már figyelembe vették.
Az alapüzemanyagok is tartalmaznak kis mennyiségű motortisztító adalékot, erre a reklámokban mindig fel is hívják a figyelmet a kúttársaságok, ám Carsten Graf szerint a tisztítóadalék különösen a közvetlen befecskendezéses motorokban nem tesz csodát, mert ezekben a benzin csak a befecskendező fúvókával érintkezik. A prémium-üzemanyagok általában lényegesen nagyobb mennyiségű tisztítóadalékot tartalmaznak, és ezzel hozzájárulnak a lerakódások csökkentéséhez, tette hozzá a szakértő.
Gyógymód a kokszlerakódás ellen
De mit lehet tenni, ha a kokszosodás már kialakult? A problémát többnyire arról lehet észrevenni, hogy a motor rángatva jár, teljesítménye csökken, mert nem kap rendesen levegőt, egyúttal emelkedik az autó fogyasztása. A gyakorlatban több megoldás terjedt el, amelyek azonban nem feltétlenül helyettesítik egymást. A kezdeti fázisban, amikor a lerakódás nem vált még betonkeménnyé, segíthet a vegyszeres lemosás. Erre a célra kaphatók speciális spray-k, de a feladatot érdemes szerelőre bízni, aki a motor szívórendszerét is megbontja, a művelet pedig körülbelül 50 ezer forintba kerül.
Csakhogy ebben a fázisban ritkán veszik észre a problémát, csak akkor figyelnek fel rá, amikor a lerakódás már kőkeménnyé vált, és elérte azt a vastagságot – akár az EGR szelepen, a szívócsőben, de leginkább a közvetlen befecskendezéses benzinmotorok szelepeinek hátoldalán, hogy akadályozza a levegő áramlását és ezzel érezhetően rontja a motor működését. Ekkor már csak a mechanikus eltávolítás segít, ami komolyabb beavatkozást igényel. A legdrágább megoldás a szívórendszer és a hengerfej szétszerelése és az egyes alkatrészek megtisztítása drótkefével és különböző kaparó szerszámokkal, amit vegyszeres kezelés is kiegészíthet.
A szétszerelős eljárás akár 300-350 ezer forintba kerülhet, de valamivel olcsóbb a szemcseszórásos módszer. A motor szívósorát ebben az esetben is le kell szerelni, de csak azért, hogy a szelepek hátoldalához könnyebb legyen hozzáférni. Ezután hengerről-hengerre haladva a szelepek zárt helyzetében, elszívás mellett nagynyomású levegővel szárazjeget, vagy dióhéj-őrleményt az elkokszosodott alkatrészekre. A nagy sebességgel érkező apró szemcsék anélkül csiszolják le a kokszot, hogy sérülést okoznának az alkatrészekben.
A kezelés után a motorok visszanyerik eredeti teljesítőképességüket, az autó üzemanyag-fogyasztása csökken és a működési zavarok is megszűnnek. A szórásos kokszeltávolítás általában 100-200 ezer forintba kerül, de szerencsésnek érezheti magát, aki ennyivel megússza, mert a komolyabb motorjavítások költsége könnyedén meghaladhatja az egymillió forintot. Ezért érdemes figyelni a gyanús jelekre és szakszerű segítséget kérni, ha kiderül, hogy az utóbb tíz évben gyártott benzines, vagy dízelmotoros autónk motorját káros lerakódások fojtogatják.