Laboratorní ověření čisticích účinků motorových paliv

Laboratoře SGS akreditovaly v České republice zcela unikátní motorovou metodu testování detergentních vlastností paliv dle standardu CEC, kterou je schopna provádět v současnosti pouze necelá desítka laboratoří po celém světě.

Stanovení detergentních vlastností paliv

Stále náročnější konstrukce nových přeplňovaných pohonných jednotek se sníženým třením vyžadují ke spolehlivé a dlouhodobé funkci čím dál kvalitnější palivo, které je nezanáší karbonem a jinými nečistotami. Tuto funkci zajišťují aditiva s čisticími (detergentními) schopnostmi. Je to podobné jako s praním oblečení: samotná voda odstraní jistou část špíny, ale správného čisticího účinku je dosaženo až po přidání pracího prostředku. Podobně ani běžná paliva nedokáží vyčistit spalovací prostor motoru a potřebují proto přídavek aditiva, které je udrží v čistotě. Jedna věc je namíchat správnou směs detergentních látek tak, aby jejich účinek byl maximální a druhá věc je ověřit, zda opravdu fungují. Běžný motorista to otestovat nemůže, ten musí jen věřit, že deklarované vlastnosti natankované palivo má, nicméně firmy, které aditiva vyrábějí a prodávají, si jejich účinky ověřit mohou a také to dělají.
Pro zkoušení detergentních vlastností motorových paliv byly vyvinuty zkušební metody mezinárodní organizací The Coordinating European Council (CEC) zabývající se vývojem zkušebních postupů pro ověřování vlastností automobilových paliv, maziv a převodových kapalin. Zkoušky se provádějí na plnorozměrových benzinových a naftových motorech, CEC pak zajišťuje pro tyto testy referenční kapaliny (paliva a maziva). Metodika testů je navržena tak, aby bylo možné vyhodnotit náchylnost některých automobilových paliv na tvorbu úsad ve spalovacích motorech. Jednoznačným cílem metody je prokázat schopnost detergentních přísad omezit nebo zabránit tvorbě úsad v motorovém prostoru.

Jen šest v Evropě

Motorová zkušebna SGS v Kolíně patří mezi šest podobně zaměřených pracovišť v Evropě, kde je možno exaktně ověřit detergentní účinky motorových paliv. Zkušebna má dlouhou tradici, paliva se zde testují již od 70. let minulého století, tehdy zdejší pracoviště spadalo pod národní podnik Benzina. Po revoluci zde vznikl Ústav maziv a paliv, který pak přešel pod nadnárodní firmu SGS.  Vedoucím zdejšího pracoviště je Ivo Krajíček, který nás provedl po laboratořích i zkušebnách a podrobně nám vysvětlil i novou měřicí metodu.
"K rozhodnutí přenést tuto metodu k nám přispěl nedostatek volných kapacit v zahraničí a také částečné uvolnění kapacit po ukončení projektu pro TAČR zde v Kolíně. Mluvilo se o tom ostatně již od roku 2009, že bude naše zkušebna úzce kooperovat se zkušebnou SGS DTC ve Schwechatu, ale nakonec k tomu došlo teprve vloni," řekl nám na úvod Ivo Krajíček a dodal, že v DTC se budou v budoucnosti orientovat primárně na zkoušky detergentních vlastností automobilových paliv určených pro naftové motory.
Ze Schwechatu se nic nestěhovalo, všechny přístroje a referenční pohonné jednotky jsme pořídili nově. "My jsme jen strávili několik týdnů v Rakousku, abychom se novou metodu měření naučili, a pak jsme koupili motory a měřicí zařízení a vyčlenili pro tyto zkoušky dvě stanoviště. Akreditace zkoušky na motoru M111 byla provedena v prosinci loňského roku a poté byla v dubnu letošního roku akreditována zkouška na druhém motoru M102E," vysvětluje Ivo Krajíček.

Dvě pracoviště s benzinovými motory

Pro ověření detergentních vlastností automobilových benzinů byly CEC vyvinuty dvě zkušební metody postavené na porovnání čistoty sacích ventilů. V Kolíně se provádí na dvou brzdových stanovištích se zážehovými motory. První metoda, Inlet Valve Cleanliness in M102E Engine, je prováděna na atmosféricky plněném osmiventilovém čtyřválcovém motoru Mercedes-Benz M102E o zdvihovém objemu 2,3 l s nepřímým vstřikováním paliva do sacího potrubí jednotlivých válců systému KE-Jetronic.  Druhá metoda Deposit Forming Tendency on Intake Valves pak probíhá na šestnáctiventilovém atmosféricky plněném čtyřválci Mercedes-Benz M111 o zdvihovém objemu 2,0 l s vícebodovým nepřímým vstřikováním paliva.
Aby byl celý proces zkoušení efektivní, je mechanicky zabráněno otáčení ventilů během zkoušky pro zvýraznění množství úsad na jejich povrchu. Motor je provozován za přesně stanovených podmínek po dobu 60 hodin v cyklickém režimu. Test se skládá z 800 cyklů, každý po 270 vteřinách, odpovídajících typickému zatížení v městském provozu. Výsledek je vyjádřen jednak kvantitativně, hmotností úsad na jednotlivých ventilech a také subjektivním vyhodnocením množství a charakteru úsad na sacích ventilech podle stanovené stupnice. "Kvůli sjednocení způsobu vyhodnocení jsme absolvovali CEC M102E workshop ve zkušebně ISP v Německu, kterého se zúčastnili všichni, kteří testy provádějí. Je to otázka cviku a zkušeností," vysvětluje Ivo Krajíček.
Při zkoušce na motoru M111 je navíc přesně definovaným způsobem stanovováno i množství úsad ve spalovacím prostoru jednotlivých válců. Ze spalovacího prostoru hlavy motoru, z koruny pístu a spalovacího prostoru válce a těsnění hlavy jsou uvolněny, za pomoci speciálního přípravku odsáty a následně zváženy vytvořené úsady. Odstranění úsad a vyhodnocení zkoušky je podle metodiky předepsáno provádět do 16 hodin od skončení testu.

Dirty-up/Clean-up Test

V Kolíně ještě používají tzv. modifikovanou zkoušku Dirty-up & Clean-up Test, která vychází z obou výše uvedených metodik. V první části testu je motor provozován s jedním palivem (zpravidla běžným jako referenčním) a následně s druhým (aditivovaným). Před zkouškou se zváží nové sací i výfukové ventily a motor se s novými těsněními smontuje. Po části Dirty-up je motor demontován a zváží se sací i výfukové ventily, očistí se část, která zasahuje do spalovacího prostoru (talíř a hrana), a zase se zváží. Po opětovném sestavení motoru (s novými těsněními) se celá zkouška opakuje s druhým palivem za použití původních ventilů motoru. Po zkoušce se celý proces opakuje. Na sacích ventilech se porovnáním rozdílu hmotností vzniklých usazenin určí čisticí schopnost paliva (a případně vizuálním vyhodnocením určí míra zanesení úsadami).

Referenční palivo pochází z Německa

Referenční paliva CEC dodává pro zkušebny německá firma Haltermann. Jedno je palivo tvořící nízké úsady do 50 mg a druhé naopak vysoké úsady okolo 300 mg. Pro modifikovanou metodu "Dirty-Up & Clean-Up" pak zkušebna v Kolíně nakupuje "referenční" benzin BA95 vyrobený v České republice.
První test "Dirty-Up & Clean-Up" provedly laboratoře v Kolíně pro společnost Shell Česká republika. Cílem zkoušky bylo ověřit detergentní vlastnosti benzinu Shell V-Power Nitro+ 95 v porovnání s běžným benzinem BA95 vyrobeným v České republice. Výsledky byly mediálně prezentovány v průběhu června.

Testy pro výrobce aditiv

V současnosti jsou obě stanoviště kolínské zkušebny plně vytíženy testováním aditiv pro výrobce aditiv firmu VIF a lze konstatovat, že detergentní vlastnosti jejich přísady jsou více než srovnatelné s konkurenčními přísadami. V jednání jsou zkoušky pro firmy, které vyvíjejí aditiva pro benzin a motorovou naftu. "Další zakázky zatím hledáme, přeci jenom jsme v tomto oboru úplně noví a nejdřív se musíme zaběhnout. Máme zatím odjeto 15 zkoušek na M102 a 20 zkoušek na M111," říká Ivo Krajíček a dodává, jak dlouho třeba trvalo, než se jim podařilo proniknout do mladoboleslavské Škody Auto. "Dva roky nás testovali, čeho jsme schopni, a zřejmě jsme je přesvědčili, protože od roku 1997 nás automobilka už vytěžuje poměrně výrazně. Pro Škoda Auto děláme kromě jiných dlouhodobých zkoušek i zkoušky tepelným nárazem, pro které máme v ČR exkluzivitu. Další zkoušky se potom odehrávají v chladicí komoře bez zatížení motoru. Je to vlastně zkouška studených startů při -10 °C." Díky testování motorů pro Škodu mají v Kolíně také bohaté zkušenosti s provozem motorů na alternativní paliva, jakými jsou CNG a E85. "Kromě dvou stanovišť na testování paliv máme ještě další dvě stanoviště, kde provádíme testy motorů pro Škoda Auto," vysvětluje Ivo Krajíček. Výsledky jsou samozřejmě tajné, protože každá firma si pečlivě hlídá své know-how. "Určitě by ale bylo pro mnoho lidí zajímavé udělat nezávislý test třeba pěti aditivovaných paliv od pěti různých distributorů a srovnat deklarované účinky. Musely by se na to však sehnat prostředky. Takový test by vyšel řádově na půldruhého milionu korun."

Kompetenční centrum SGS

Jak už bylo řečeno, v Kolíně se testují benziny, zatímco pracoviště ve Schwechatu se soustředí na testování nafty. Pro ně byly CEC vyvinuty dvě hlavní metody, které se rovněž zabývají množstvím úsad na vstřikovacích tryskách. Cílem zkoušek je také rozlišení paliv podle jejich schopností tvořit úsady ve vstřikovačích; případně paliv s minimální tvorbou úsad oproti palivům s tvorbou úsad, způsobující pokles výkonu motoru vyšší než 2 %, který výrobci motorů považují za nepřijatelný.
Provoz obou motorových zkušeben společnosti SGS v Kolíně a ve Schwechatu koordinuje kompetenční středisko SGS pro zkoušky CEC. Specializace zkušeben na jednotlivé metody podle druhu paliva umožňuje dosáhnout nejen významného navýšení kapacity zkoušek, ale garantuje i příslušnou profesionalitu personálu.