Aditivi za LPG – tehnička pozadina

Preko pola miliona vozača u Nemačkoj rizikuje ozbiljna oštećenja na motoru, jer uprkos tehničkim zahtevima, ne koriste aditive tokom rada motora na gas. Tehnički zahtevi kada je upotreba TNG-a u pitanju vrlo su jednostavni: goriva za Otto motore su donedavno sadržala određen nivo olova koji je štitio motor. Kada je, u skladu za zaštitom životne sredine, olovo zamenjeno specijalnim aditivima, očuvanje motora se nastavilo. Međutim, TNG ne sadrži nikakve aditive. On se može koristiti u razne svrhe, od grejanja, preko upotrebe u domaćinstvu, pa sve do punjenja upaljača. A da bi se osigurala kompatibilnost sa najnovijim tehničkim dostignućima u proizvodnji motora sa unutrašnjim sagorevanjem, neophodno je koristiti aditive za TNG jer bi, logički gledano, alternativna goriva trebalo da poseduju ista svojstva kao i benzin ili dizel. Oni koji izbegavaju korišćenje aditiva pri upotrebi TNG-a, rizikuju ozbiljna oštećenja motora.

Da bi se bolje razumeli efekti korišćenja aditiva kod TNG-a, valja pogledati kakvi su aditivi za benzin. Najveće svetske kompanije koje proizvode benzin, pripremaju „koktel“ aditiva koje u profesionalnom žargonu nazivaju paket aditiva, koji se dodaju u svaku cisternu goriva. Iako je osnova ista, postoje značajne razlike između aditiva, što može značajno da utiče na kvalitet samog goriva. Sastojci i sastav mešavina su tajna koliko i sam recept za Koka kolu i oni su rezultat višegodišnjih istraživanja, u koje su ulagali proizvođači goriva. Smeša u koju se dodaje od 0.1 do 0.3% aditiva na bazu, momentalno pravi razliku između nekog „no name“ benzina i goriva vrhunskog kvaliteta. Ovih aditiva u TNG-u nema!

Na primer, kada jedna kompanija kao što je Aral tvrdi da je razvoj novih aditiva, koji su prilagođeni novim agregatima, jedan od najznačajnijih zadataka u istraživanju i razvoju goriva, to nije pametno smišljena marketinška poruka, već realna potreba. Odgovarajuće radne grupe stručnjaka koji rade na razvijanju i unapređenju goriva, kao i inženjeri i dizajneri automobilskih motora, zajedničkim snagama rade na prilagodjavanju aditiva za gorivo motorima kao i prilagođavanju motora svojstvima goriva.

Među najvažnijim supstancama koje se dodaju u bazu su takozvani deterdženti – sredstva za čišćenje koja sprečavaju pravljenje naslaga na benzinskim diznama i smanjuju postojeće naslage. Sredstva za „podmlađivanje“ obezbeđuju dugotrajno skladištenje goriva, inhibitori korozije sprečavaju rđanje rezervoara i stvaranje naslaga rđe u njima. Štaviše, skoro svi proizviđači benzina koriste aditive za smanjenje trenja, koji, naročito u današnje vreme kada se koristi benzin sa malim sadržajem sumpora, smanjuje povišeni koeficijent trenja. Ovi aditivi povećavaju radni vek različitih delova i vrlo osetljivih pumpi koje su u kontaktu sa gorivom. Takođe, aditivi i sredstva koja sadrže kalijum, doprinose očuvanju i dužem radnom veku ventila.

Ovih aktivnih sastojaka u gasu nema. Oni su zabranjeni normativom DIN EN 589. Ovim propisom se precizira koji se aditivi mogu dodavati propanu i butanu, što naravno ne uključuje gore navedene aditive. U praksi, ovo je vrlo razumljivo, jer niko ne želi da jede grilovanu piletinu ili kobasice sa aditivima. Deterdženti ili inhibitori rđe pogubno utiču na apetit!

Međutim, ovo pitanje izgleda potpuno drugačije, naročito ako se pogleda iz ugla motora. Ventili i sedišta ventila, nezaštićeni aditivima, izloženi su povećanom trenju i habanju, naročito kod novijih motora, što je i najveći problem vozila koje pokreće TNG. Ukoliko se problem ne detektuje na vreme, postoji mogućnost da dođe do oštećenja motora, koje se najčešće ispoljava kao sagorevanje ventila.

Šta se tačno dešava?
Taj  fenomen najbolje će objasniti inženjer, naročito kada poseduje napredna znanja iz oblasti koje se tiču pojava tokom procesa erozije. Najprostije rečeno, dešava se sledeće: Kada se ventil zatvori, kapica ventila „odmara“ u ležištu ventila. Kada bregasta osovina pokrene ventile, delići kapice ventila se habaju. Ovaj fenomen se javlja i tokom rada motora na benzin, ali se znatno umanjuje pod dejstvom aditiva koji su prisutni u benzinu. Proizvođači motora su ovo uočili, i reagovali, okrećući ventile. Ovo rešenje nije eliminisalo habanje, jer se trenje ravnomerno prenelo sa kapice na celu površinu ventila. Podešavanja tokom redovnih servisa efikasno predupređuju habanje, i obično su dovoljna kada se koristi samo benzin.

Ako motor radi samo na TNG-u, koji za razliku od benzina nema aditiva u sebi, to pospešuje trenje i se javlja natprosečno habanje. U nekoliko experimenata dokazano je da ventili nekih vozila koja pokreće TNG prelaze dozvoljenu granicu svoje potrošnje već nakon 35.000 km, i tokom kombinovane potrošnje goriva (potrošnja i gasa i benzina) posle 45.000 potrebno je ponovo naštelovati ventile, što je prilično skupo. Obzirom da su se ventili prekomerno trošili, pre redovnog ciklusa servisiranja, ovo može proći nezapaženo, što može rezultirati oštećenjem motora.

U svakom slučaju, ako se koriste aditivi kod TNG-a kao što se koriste i kod benzina, to može efikasno suzbiti prekomerno habanje ventila. Pored toga, mešavina kalijumovih jedinjenja za izduvne ventile i zaštitnih prevlaka za usisne ventile, koje nudi jedan Nemački proizvođač aditiva, stvara zaštitni sloj oko sedišta ventila i karika, što dodatno sprečava eroziju površine ventila i ostalih delova motora. Postoji i skuplja varijanta, a to je dodatno očvršćivanje samih ventila i sedišta ventila.

Mnogi vozači koji koriste TNG će sa pravom reći da to ranije nije bilo tako i da nisu bile potrebne tolike zaštitne mere. Do skora, saradnja između proizvođača automobila i goriva nije bila na današnjem nivou. Stoga su preduzimane određene sigurnosne mere tvrdoće ventila, merene jedinicom Rockwell.  I dok vlasnici starijih automobila, kod kojih su ventili znatno tvrđi, nemaju problem sa korišćenjem TNG-a i bez aditiva, pritisak proizvodnih troškova je naterao proizvođače originalnih delova da u proizvodnji ventila koriste jeftinije materijale. Iako su ventili dovoljno tvrdi za benzin, to nije slučaj kada motor radi na TNG. Da stvar bude gora, zbog nepostojanja ograničenja brzine na Nemačkim autoputevima, agregati trpe dodatno opterećenje, što nije slučaj u drugim zemljama kao što su Italija ili Poljska. Uprkos tome što se auto sistemi za TNG svako malo unapređuju, proizvođači nisu imali sluha za „Nemački problem“. U međuvremenu, ventili su postali „mekši“ pa se skoro u svim zemljama javljaju problemi kod onih vozača koji koriste TNG.

Motori sa direktnim ubrizgavanjem imaju poseban problem. U prvom planu nije samo povećano habanje ventila, već i garavljenje injektora i oštećenje pumpe visokog pritiska ako motor radi na TNG umesto na benzin sa aditivima. Pumpe visokog pritiska zamenjuju klipne pumpe i pokreće ih bregasta osovina. U zavisnosti od modela, dva do četiri pokreta se dese u toku jednog obrtaja bregaste osovine, praveći do 24.000 pokreta pri 6.000 obrtaja u minuti. Ostaci sumpora u benzinu i aditivima osiguravaju podmazivanje motora, dok je pri korišćenju TNG-a to nemoguće. Još uvek nema pouzdanih testova, ali se čini da je samo pitanje vremena  kada će prvi kvar javiti. Podjednako je problematično i čišćenje benzinskih dizni koje u toku rada motora na benzin vrše odgovarajući aditivi kojih u TNG-u nema.

Čak iako se, u međuvremenu, poveća potreba za aditivima kod većine proizvođača, uvoznika i servisera koji ugrađuju opremu za TNG,  način na koji se dodavanje aditiva sprovodi može uticati na otpornost i dugotrajnost motora. Jedan od većih proizvođača automobila je pokušao da reši problem aditiva time što će ih sipati u rezervoar, ali to nije urodilo plodom. Neprecizno određena količina aditiva, nedovoljno pomešana, nije mogla da spreči oštećenja. Naprotiv, vodilo je začepljenju injektora. Postoji mogućnost upotrebe specijalnog motornog ulja za vozila koja koriste TNG, napravljeno tako da preventivno deluje kod zaštite motora, ali to više liči na „isceljenje verom“ nego što ima realnog osnova u tehnologiji proizvodnje motora. Slično tome, ni vakumski kontrolisani sistemi doziranja aditiva se nisu pokazali dovoljno efikasni. Od 3000 obrtaja na više, ventil za dovod goriva je otvoren pod takvim uglom da nema vakuma u usisnoj grani, pa je dotok aditiva zaustavljen i to u onom trenutku kada je najpotrebniji. Ispod 3000 obrtaja, sistem uglavnom dodaje previše aditiva, što može prouzrokovati oštećenja katalizatora.

Jedini razuman sistem doziranja aditiva za motore sa prirodnim usisavanjem je onaj u kome se doza aditiva kontroliše elektronski, i ubrizgavanje se vrši u zavisnosti od brzine obrtaja i drugih postojećih parametara. U ovom slučaju različiti proizviđači koriste različite metode. Ako hoćemo da budemo potpuno sigurni, unapred programirana količina zaštitnog aditiva mora da bude ubrizgana u usisnu granu u skladu sa gasnim injektorima. Postoji i drugo, jednako održivo rešenje, da se doza aditiva brizga između gasnog filtera i gasnih injektora, ukoliko su injektori pogodni za upotrebu određenog aditiva.

Kod motora sa direktnim ubrizgavanjem, pokušaji idu u pravcu dodavanja smeše benzina u usisnu granu. Kod sistema za ubrizgavanje gasa koji ubrizgavaju gas u tečnoj fazi direktno u komoru za sagorevanje, isporuku aditiva treba da obezbedi pumpa visokog pritiska, da bi se osiguralo da komponenta koja dolazi u kontakt sa gasom umesto sa benzinom, efikasno vrši podmazivanje.

Bez obzira u kom pravcu će se razvijati ova priča, jedno je sigurno: Svako ko ugradi sistem za TNG u auto novijeg datuma, a ne koristi aditive, ponaša se neodgovorno. Na sadašnjem nivou tehničkih dostignuća, moguće je izbeći oštećenja motora, ako se određenom TNG sistemu osigura dovod odgovarajućih aditiva. Ovo su dokazale prve studije u Nemačkoj, koje su se bavile krivicom kompanija koje instaliraju TNG sisteme, a koje nisu informisale svoje klijente o važnosti korišćenja aditiva, naročito zato što se u njihovim motorima nalaze „mekani“ ventili.

Dakle, zaista nije poseban problem dovesti pravi aditiv na pravo mesto u motoru. Onaj ko kaže „A“ kao autogas, mora da kaže i „A“ kao aditiv!

(Časopis „Time for Gas“ IX–X 2013.)