Na co všechno se dá s dieselem jezdit

HITPARÁDA
NÁHRAŽEK
NAFTY
Na co všechno
se dá s dieselem
jezdit
Ceny nafty, které, místo aby s koncem hlavní
motoristické sezóny poklesly, naopak
dramaticky stoupají, vedou mnohé motoristy
ke snaze objevit něco jiného, na co by se
vznětovými vozy mohli jezdit. Někdo pracuje
na převíjení transformátorů a může získat
použitý trafoolej, jiný by si z kotelny mohl
odlít trochu extra lehkého topného oleje. Že
je to vše nelegální, víme, ale jako správní Češi
si z toho moc neděláme. Více nás zajímá, co na to
řekne motor. časopis AutoDiesel proto požádal
Ing. Vladimíra Matějovského o zhodnocení
vlastností náhražek nafty.
D
nes a denně je mi kladena otázka: Mohu sehnat
produkt XY, dá se na to
jezdit? Odpověď je, že
jezdit se dá skoro na všechno, co
hoří a teče, ale nejlepší je jezdit na
motorovou naftu. A vůbec nejlepší
na značkovou s nadstandardní kva-
autodiesel
116
litou. Je to palivo šité pro diesel na
míru a podle světových návrhářů,
nic jiného mu tak dobře nepadne.
Již sama otázka: „Dá se na to
jezdit?“ je zavádějící. Na mnoho
hořlavin, na některé bez úpravy,
na jiné po úpravě aditivací, se dá
motor spustit a auto pojede, čili
dá se na ně jezdit, ale v té otázce
a odpovědi chybí časový údaj: „Jak
dlouho?“ Obecně se dá říct, že na
všechno, co není motorová nafta,
budete při aplikaci amatérským
způsobem jezdit krátkou dobu.
Tento obecný závěr lze vysvětlit
do podrobností, když odpovíme
na otázky, jaká jsou omezení pro
aplikaci různých produktů jako
náhradních paliv pro vznětový
motor, jednak právními předpisy,
jednak nejrůznějšími technickými
aspekty. Následující přehled uvádí
ty nejdůležitější z nich.
Právní předpisy
a technické aspekty
1. Legislativa obecně
Zákon zakazuje používat jako palivo
pro pohon motoru všechno, co není
zdaněno spotřební daní, momentálně jedinou výjimkou je stoprocentní
směs metylesterů řepkového oleje,
tedy bionafta označovaná také
zkratkou MEŘO nebo B100. Některé produkty velmi podobné naftě
nařizuje zákon značkovat a barvit,
aby bylo možné snadno a bezpečně
poznat, že se nejedná o motorovou naftu zdaněnou příslušnou
sazbou spotřební daně a uživatele
pokutovat.
2. Legislativa
a výrobci automobilů
Další právní předpis stanoví, že
pro provoz vozidel na pozemních
komunikacích smí být používána
jen vyjmenovaná paliva a z nich pro
každý konkrétní typ motoru pouze
paliva schválená jeho výrobcem.
Toto ustanovení tak říká, že výrobce
odpovídá za to, že motor bude
splňovat emisní limity, ručí za
bezpečnost provozu včetně požární
a do určité míry i za životnost
a spolehlivost.
Jízda na petrolej způsobila zadření podávací části čerpadla
sponzoruje
Bosch VE a následné překroucení hřídelky
nocuje. Jak rychle a do jaké míry,
3. Funkční
podílů (b), jež se špatně
vlastnosti paliva
záleží na tom, jaká je chemická
spalují a vytvářejí saze
Splňuje náhradní
a podstatně větší množství oxidační stálost proniklého podílu.
palivo základní
nebezpečných polyaroMéně nebezpečný je olejový rafinát,
požadavky na
matických uhlovodíků.
nebezpečný je nerafinovaný
funkční vlastnosti?
Negativní vliv na emise
topný olej, velmi nebezpečné jsou
Základním požadavmá pochopitelně i příliš
rostlinné oleje a také jejich estery,
kem (a) je, aby bylo
malé cetanové číslo, velký
obsahující nenasycené mastné
palivo při teplotě
kyseliny, které po určité
studeného startu
době, když jsou v motoroKapalina vlevo je nafta, vpravo něco mnohem hustšího.
vém oleji vystaveny půsotekuté a čerpatelné
bení teplot a kyslíku, jednak
a aby viskozita
Motor kouřil a zhasínal.
nebyla příliš vysoká ani při provozní
vého filtru. Pokud jsou
polymerují a zahušťují olej,
teplotě motoru. Další podmínkou (b)
nečistoty tak jemné, že
jednak vytvářejí nerozpustje dostatečně velké cetanové číslo.
je není schopen zachytit,
né úsady, které postupně
Pokud tato podmínka není splněna,
dochází k opotřebení, jak
vyplní vůle v drážkách
nelze studený motor nastartovat
je popsáno výše. Určité
pístních kroužků a dojde
nebo motor nemá pravidelný chod
skryté znečištění mohou
k jejich zapečení. Rostlinný
představovat rozpustné
olej přítomný delší dobu
a plný výkon a pochopitelně nesplňuje požadavky na emise (c). Je
sloučeniny kovů (e), po
v motorovém oleji vytvoří
také třeba, aby palivo
jejichž spálení vniká popel
gelovité úsady (b) v celém
mělo dostatečnou
vnitřku motoru. Nebezpečvýhřevnost (d). To se
né v těchto souvislostech
týká zejména směsí
vliv na emise částic
je silné zahuštění motorového oleje,
obsahujících vodu,
má rovněž velký obsah
který pak ve studeném stavu ztrácí
ať už emulgovanou
síry (c) v palivu a obsah
čerpatelnost nebo dojde k ucpání
(emulzní nafta), nebo
kovů (d), respektive
síta sacího koše olejového čerpadla
rozpuštěnou (alkohovšech popelotvorných
a ke ztrátě funkce mazací soustavy.
ly), jejíž obsah silně
prvků, jako jsou třeba
snižuje výhřevnost
7. Vliv na životnost motoru
i fosfor a křemík. Takto
chemicky kontaminované Nezkracuje životnost motoru?
a současně i snižuje
Nejméně citlivé na kvalitu paliva jsou předkomůrkové
palivo může působit jako
S negativními vlivy na motorový olej
cetanové číslo s výše
uvedenými následky.
zabiják na
úzce souvisí i ohrožení životnosti
motory s robustními řadovými vstřikovacími čerpadly
motoru. Kromě zapečení pístních
Pokud palivo nemaže, tak dochází
kroužků může jako následek ztráty
4. Ochrana a životnost palivové soustavy
funkce mazací soustavy při velkém
k rychlému opotřebení. Na snímku
vytvářející úsady kolem
Splňuje palivo požadavky palivové
zahuštění oleje dojít k poškození
botičky vysokotlakého čerpadla Delphi.
soustavy? Palivo musí mít určitou
ústí otvorů vstřikovacích
ložisek klikového hřídele. Ke zvýšeúroveň mazivosti (a), jinak dochází
nému celkovému opotřebení motoru
trysek a ve spalovacím
může rovněž dojít při provozu na
k opotřebení a příděrům lapovaprostoru, v krajním přípaných pohyblivých částí čerpadel
palivo, jež má malé cetanové číslo,
dě i na dříku výfukového
ventilu.
a vstřikovačů, k opotřebení sedel
dokonale neshoří a ředí motorový
olej.
ventilů a následkem je přepad, jímž
je porušena funkce soustavy Com5. Vliv na emise
mon Rail. Důležité je, aby palivo
Má palivo vhodné
Co můžete ovlivnit nezpůsobovalo koroze (b). Dojde-li
Nečistoty je možno částečně odstrasložení z hlediska emisí?
Nevhodné může zhoršit emise velmi některé systémy pro úpravu složení
k rezivění funkčních částí čerpadla
nit usazením a filtrací, pro zvýšení
nebo trysek, dochází následně
významně. Už základní parametry,
výfukových plynů (e).
cetanového čísla existují přísady.
Některé jsou přitom natolik účinné, že
i k extrémnímu opotřebení se všemi
jako jsou viskozita a hustota (a)
mohou negativně ovlivnit spalo6. Vliv na motorový olej
líh a metanol s cetanovými čísly přibnásledky. Z toho vyplývá, že palivo
nesmí obsahovat především látky
Neznehodnocuje motorový olej?
vání a zhoršit emise. S rostoucí
ližně jen sedm a pět jednotek upraví
viskozitou, například při použití
Palivo, které se odpařuje až při
tak, že dosáhnou hodnot kolem 40
typu anorganických kyselin a agresívnějších organických kyselin (c).
vysokých teplotách, se dokonale
různých mazacích a topných olejů,
a výše. Mazivost se dá rovněž zvýšit
Pro palivový systém je základní
přísadami, přičemž multifunkční zlepnerozpráší a nespálí, zejména za
ale i rostlinných olejů, klesá stupeň
podmínkou čistota paliva (d).
šují i detergentní (čisticí) schopnost,
chodu studeného motoru, a část
rozprášení paliva a roste velikost
kapiček. Velká hustota paliva může
nespáleného podílu proniká do
Pokud není dodržena, v nejlepším
potlačují pěnivost a snižují teplotu
znamenat velký obsah aromatických motorového oleje (a), který znehodfiltrovatelnosti. Aplikace však není
případě dochází k ucpání palivo-
autodiesel
117
sponzoruje
sponzoruje
Zadřená tekoucí tryska může
jednoduchá, nelze provádět „od oka“,
ale dávkování a účinky musí být
stanoveny laboratorními zkouškami,
jelikož doporučené dávkování je
odzkoušené pouze pro motorovou
naftu a neplatí pro produkt odlišného
chemického složení.
způsobit podobné roztavení dna pístu
Na co lze tedy
jezdit?
Nikdo asi nebude experimentovat
s produkty, které jsou dražší než
motorová nafta, nicméně některé levnější se najdou. Dále jsou
uvedeny některé typy a současně
poukázáno na souvislosti s výše
uvedenými omezeními, respektive
je uveden odkaz, jaké požadavky
produkt nesplňuje:
Bionafta (100 % MEŘO)
Omezení vychází z bodu 2 – pro
některé motory není vydáno schválení jejich výrobce. Dále do určité
míry nesplňuje požadavky podle
bodů 6a, 6b a 7 – má větší viskozitu
než nafta a obsahuje nenasycené
mastné kyseliny.
Topné oleje
Extra lehký je omezen
podle bodů 1 a 2,
případně
i 5c, ostatní
neobstojí ještě
podle bodů 3a,
3b, 4b, 4d, 5a,
5b, 5c, 6a a 7.
Mazací a jiné
ropné oleje
Druhy neobsahující popel
mají použití
omezené podle
bodů 1 a 2,
nesplňují požadavky 5a, 5c, případně i bodů 3a, 3c, 6a a 7, popelné
oleje, kam typicky patří motorové
oleje, též bodu 4e.
Rostlinný olej nepoužitý
Omezení podle bodu 2 a nevhodný
podle 3a, 3b (viskozitu lze snížit
předehřevem), a zejména pak 6a,
6b a 7, rostlinný olej použitý pro
fritování je nevhodný ještě navíc
podle bodů 4c, 4d s ohledem na
znečištění.
Alkoholy
a podobné kyslíkaté látky
Omezení podle bodu 2, nevhodné
podle 3b, 3d (cetanové číslo lze
zvýšit přísadou), 4a, 4b.
Petrolej
Omezení podle bodu 1, 2 a nevhodný podle bodu 4a (nedostatečnou
mazivost lze zvýšit přísadou).
Technický benzín
Omezení podle bodů 1, 2, nevhodný
podle 3b a 4a.
Aromáty
Omezení podle bodů 1, 2, nevhodné
podle 3b, 3c, 4a, 5a, 5b, případně
i 6a a 7 (saze).
Nejen Češi
hledají paliva
bude ta chvíle kratší než se starým
a bude to nakonec více bolet,
Z uvedeného přehledu vyplývá,
protože bude oplakávat výdaje od
že diesel pojede „chvíli“ skoro na
50 000 Kč, když to bude jenom za
všechno, když se vlastnosti něktevstřikovače, a až do stovek tisíc
rých produktů upraví aditivací, ale
korun, bude-li platit za nový motor.
je otázka, jak bude ta chvíle dlouhá
Za jak dlouho motor s některým
náhradním palivem „odejde“, lze jen
a kolik to potom bude stát peněz.
Většinou však experimentátor
těžko odhadnout.
„spláče nad vejdělkem“. Při experiJako dodatek ještě dvě historky
mentování s novějším typem motoru pro čtenáře, kteří by si snad mysleli,
že s palivy experimentují pouze
Češi. Už více
Zakarbonování trysky popelutvorným palivem
než před 20
lety jsem četl
může způsobit i propálení pístu. A to je hodně drahá závada.
upozornění americké petrolejářské firmy tamním
majitelům
kamiónů, aby se
nezbavovali vyjetého oleje tak, že
ho přidají do nádrže
vozidla se vznětovým motorem,
protože to motoru
škodí. Přiznám se,
že mne toto počínání amerických
dopravců, o kterých
jsem předpokládal,
že nemusí takto
Zapečení pístních kroužků pryskyřičnými
šetřit, překvapilo,
zbytky spalování rostlinného oleje
ale v posledních
letech jsem se
dověděl, že
naši už to také „umějí“. Druhá je
použitý fritovací olej od McDonalda.
Nafta totiž zdražila na tři dolary za
z loňského roku, kdy se mnou můj
galon (asi 20 Kč za jeden litr – pozn.
známý z Kalifornie, kde opravuje
osobní auta, vedl půlhodinový
autora ) a Američan, který byl
telefonický hovor a opakovaně, přes
z toho zoufalý, to potřeboval nějak
mé odmítání, chtěl poradit, jak to
ekonomicky řešit.
Ing. Vladimír Matějovský,
udělat, aby mohl jezdit, a nejen on,
foto Petr Homolka a archív
ale i jeho zákazníci a známí, na
Systém pro předehřev rostlinného oleje jeho tekutost
sice zlepší, ale hodnot nafty zdaleka nedosáhne
Rostlinné oleje
Všechny rostlinné oleje mají podstatně větší viskozitu než motorová
nafta. I když jsou zahřáté až na
100 °C, stále mají několikrát větší
viskozitu než nafta při 40 °C. Kritická
je pak oblast pod 0 °C, protože
viskozita roste s klesající teplotou
exponencionálně. Jak to vypadá
v číslech, ukazuje tabulka:
viskozita
Přibližná viskozita, mm /s
Teplota nafta s 5 % metylesterů řepkový olej
8
pod 1,0
100 °C
36
2,9
40 °C
200
6,8
0 °C 400
10,0
-10 °C
1500
kolem
16,0
-20 °C
2
Takže například při –10 °C má zimní
motorová nafta viskozitu méně než
10, zatímco řepkový olej kolem 400
mm2/s a při –20 °C, pokud nebyl
upraven depresantem bodu tuhnutí,
je nečerpatelný. Rostlinné oleje
mají přirozený bod tuhnutí, který
se dá jen poměrně málo ovlivnit
autodiesel
118
Transformátorový olej
přísadou, kdežto bod
tuhnutí motorové nafty
lze významně ovlivnit
jejím frakčním složením
a lze dosáhnout
hodnot až hluboko pod
–30 °C. Při provozu na
rostlinný olej v zimě je
možno očekávat jednak
provozní potíže, protože
při nízkých zimních
teplotách nebude čerpatelný, jednak
i poškození vstřikovacího čerpadla,
zejména rotačního, jelikož, pokud
v něm olej „zatuhne“, může dojít
k překroucení hřídele či k přetržení
nebo přeskočení rozvodového
řemene. Tyto problémy částečně
(opravdu jen částečně) řeší přestavba na dvoupalivový systém, kdy se
motor zahřívá na naftu a zároveň
rozehřívá také olej, až poté jej přivede do vstřikovacího čerpadla.
Proces oxidace
a polymerace
Druhá oblast problémů může
souviset s oxidací a polymerací rostlinného oleje. Pokud tyto chemické
procesy nejsou pro někoho pochopitelné, může si udělat představu
podle své zkušenosti s máslem.
V ledničce vydrží i týdny, aniž by
výrazně žluklo, v kuchyni na stole
jen dny, na sluníčku pouze několik
hodin. Čím vyšší teplota, tím rychleji
žlukne. Rostlinné oleje vytvářejí
na konci procesu svého „žluknutí“
lepivé povlaky s konzistencí jako
částečně zaschlá fermež a doslova
zalepí pohyblivé části vstřikovací
soustavy, že jsou úplně nehybné.
Část spalovaného rostlinného oleje
vždycky pronikne do klikové skříně
motoru, smísí se s motorovým
olejem a obíhá v mazací soustavě,
takže přichází na plochy pístu,
z nichž některé
mají teplotou až
přes 250 °C. Tím
se podstatně
urychlí oxidační
a polymerační
reakce a po určité době dochází
k velmi rychlému
zahušťování.
Viskozita oleje
měřená při 100 °C se může zvýšit
například až desetkrát, měřená
při nízkých teplotách i nad hranici
čerpatelnosti. Konečný stav je úplné
zgelovatění oleje, který už čerpadlo
nenasaje, a selhává funkce mazací
soustavy. Nemusí k tomu dojít,
pokud se podstatně častěji provádí
výměna motorového oleje než při
provozu na naftu. Proces gelovatění probíhá pomaleji v motorech,
jež mají poměrně velkou spotřebu
a vyžadují doplňování oleje. Tím, že
motor spotřebovává olej, který se
buď spaluje, nebo uniká netěsnostmi, se současně odstraňuje také
část rostlinného oleje proniklého
do klikové skříně. Doplňováním se
s čerstvým olejem
přidávají i antioxydanty, které zpomalují oxidační reakce jak motorového, tak rostlinného oleje. Z toho
vyplývá, že nejvíce je ohrožen motor
v dobrém technickém stavu, jenž
prakticky nespotřebovává žádný
motorový olej a nevyžaduje jeho
doplňování, zatímco při velkém
doplňování je nebezpečí podstatně
menší, protože oxidační reakce jsou
do určité míry pod kontrolou tím, že
se v oleji stále udržuje určitý obsah
antioxydantu.
Použitý olej od
McDonaldu
To je vysvětlení k článku, který uvedl
12. října deník Mladá fronta
Dnes ve vydání pro jižní Čechy
s nadpisem Na Ekofilm přijel na
použitý olej od McDonaldu. Majitel
„ekoauta“, které už údajně ujelo na
rostlinné oleje různých druhů 50 000
kilometrů po celém světě, přijel
a udělal o tomto palivu přednášku,
ve které se uvádí mimo jiné, že „jakmile olej zahřejeme na 80 °C, má
stejné vlastnosti
jako nafta a v tom
je celý trik“. Pochopitelně je to pouze laické zdání, rostlinný olej nikdy
nemůže mít stejné vlastnosti jako
motorová nafta. Pokud jde o použitý
olej po fritování, nelze očekávat,
že se tímto tepelným procesem
některé vlastnosti rostlinného oleje
zlepšily, ale naopak tepelným zpracováním již oxidační a polymerační
reakce částečně proběhly, a když je
použit jako palivo, bude docházet ke
stejným problémům jako s čerstvým
rostlinným olejem. Budou se však
projevovat za kratší dobu. Kromě
toho, některé firmy používají na
smažení také ztužené tuky, jež jsou
oxidačně stálejší, ale po stránce nízkoteplotních vlastností nepoužitelné
ani při nejvyšších letních teplotách
a i ve směsi s rostlinnými oleji jsou
zcela nevhodné, protože zanášejí
palivový filtr. Navíc nikdo neví, co
jde ekoautu z výfuku. Některých
emisí může být méně, ale jiných
dokonce více, konkrétně takzvaných
nanočástic. Pozná se to i čichem,
z výfuku je cítit fritovací pach.
Z hlediska viskozity se tolik neliší
od motorové nafty jako rostlinný
olej a má velmi nízký bod tuhnutí.
Z fyzikálního hlediska tedy je dosti
podobný motorové naftě, ale má
jiné uhlovodíkové složení. Kvůli
nízkoteplotním vlastnostem nemůže
obsahovat n-alkány ani alkyl-substituenty s delším přímým řetězcem,
takže vzhledem k naftenicko-aromatickému charakteru má poměrně
malé cetanové číslo. Čerstvý
transformátorový olej je dražší
než motorová nafta, proto přichází
v úvahu pouze použitý. Je ale zcela
běžné, že olej je používán v transformátoru až desítky let a vypouští
se pouze při jejich opravách nebo
likvidaci. Je nutné počítat s tím,
že už je poměrně v pokročilém
stadiu oxidace, ve kterém již začíná
tvorba nerozpustných látek, a pro
palivový systém motoru to znamená
tvorbu kalů. Ty ale nejsou tak lepivé
jako kaly z rostlinných olejů. Při
proniknutí do motorového oleje
nepolymeruje, pouze zřeďuje olej
a snižuje jeho viskozitu. Starší typy
mají podstatně větší obsah síry, než
má dnešní motorová nafta.
Petrolej
Jde o produkt z rodiny komponent
pro výrobu motorové nafty. Má
menší viskozitu, přibližně stejnou
oxidační stálost, ale podstatně
menší úroveň mazivosti a nižší bod
vzplanutí. Použití petroleje ohrožuje
z důvodu nedostatečné mazivosti
životnost vstřikovacího čerpadla
a trysek. Jeden z konkrétních
případů je, že při jízdě na petrolej,
který byl natankován do nádrže se
zbytkem nafty, takže poměr těchto
paliv byl asi 85:15, došlo po ujetí
několika set kilometrů k zadření
rotačního vstřikovacího čerpadla
a k přetržení hřídelky. Aby to řidič
měl ještě trochu složitější, došlo
k tomu v Německu, při rodinném
výletě. A proto, pokud chcete experimentovat s palivem, nejezděte moc
daleko od domova.
autodiesel
119