Mitä moottorissa tapahtuu?

NettiRefine 15.6.2010

Dieselmoottorin palamisprosessin hallinta on haastavaa.

Dieselmoottorissa sylinteriin tuodaan ilmaa, joka puristetaan noin 1/20-osaan alkuperäisestä tilavuudestaan. Puristuksen aikana ilma lämpenee 700–900 asteeseen, mikä sytyttää sylinteriin ruiskutetun polttoaineen ilman sytytystulpan apua.

Modernissa dieselmoottorissa polttoaine ruiskutetaan suoraan männän päässä sijaitsevaan palotilaan ruiskutussuuttimen erittäin pienten reikien läpi hyvin korkealla, enimmillään jopa 2 000 barin paineella ja jopa viidessä erässä. Suuren ruiskutuspaineen ja -nopeuden ansiosta polttoainesuihku hajoaa mikroskooppisiksi pisaroiksi, jotka höyrystyvät. Lopulta ilman ja polttoaineen seos syttyy räjähdysmäisesti.

Palamisen hallintaa

Palamista pyritään säätämään optimaaliseksi polttoaineen ja moottorin ominaisuuksia muokkaamalla. Palotapahtuman tulisi kestää koko ruiskutuksen ajan eli muutamia millisekunteja. Polttoainesuihkun halutaan myös pysyvän mahdollisimman hyvin palotilassa, jotta ilman ja polttoaineen suhde olisi halutun lainen. Liian laajalle levinnyt suihku saa liikaa ilmaa, jolloin sen lämpötila kasvaa korkeaksi ja typenoksidipäästöt kasvavat. Liian tiheä tai seinille menevä suihku ei saa ilmaa, jolloin lämpötila jää liian matalaksi ja syntyy hiukkasia.

Ilman pitää jakautua mahdollisimman tasaisesti, jotta palaminen olisi puhdasta. Polttoainesuihku palaa tehokkaammin reunoiltaan, mutta suihkun sisäosissa on ilmaa yleensä liian vähän ja syntyy nokea, jota päätyy myös pakokaasun sekaan.

Suuttimeen ei myöskään saa jäädä karstaa, joka häiritsee polttoaineen virtauksia ruiskutuksen aikana ja voi äärimmillään aiheuttaa käyntihäiriöitä, erityisesti jos ajetaan pääasiassa kaupunkiajoa.

NExBTL palaa paremmin

Neste Oilin NExBTL-diesel palaa paremmin ja puhtaammin ja tuottaa sen ansiosta vähemmän hiukkas- ja muita päästöjä kuin maaöljypohjainen diesel ja perinteinen biodiesel. Sillä on myös parempi kylmäkäynnistyvyys, ja se on lisäaineistettu samoilla karstan muodostumista ja puhtautta edistävillä lisäaineilla kuin muutkin Nesteen polttoaineet.

Teksti Jussi-Pekka Aukia
Kuvat iStockphoto, TKK

Myös hiukkasilla on väliä

Modernien dieselmoottoreiden talouteen ja päästöihin vaikuttaa merkittävällä tavalla hiukkassuodatin, johon pakokaasun sisältävät nokihiukkaset jäävät. Suodattimeen kertynyt noki poltetaan automaattisesti, kun laitteisto tunnistaa suodattimen huokosten olevan tukkeutumassa.

Yksi puhdistusjakso tapahtuu muutaman sadan ajokilometrin välein ja kestää noin 10 minuuttia. Polttaminen tapahtuu nostamalla pakokaasujen lämpötilaa polttoaineen ruiskutusta lisäämällä, mikä kasvattaa polttoaineenkulutusta tyypillisesti 3–4 desilitraa jaksoa kohti.

NExBTL palaa merkittävästi maaöljypohjaista dieseliä puhtaampana, mikä vähentää tarvittavien puhdistusjaksojen määrää ja säästää polttoainetta maaöljypohjaiseen dieseliin verrattuna.

NExBTL on perinteistä esteröityä biodieseliä olennaisesti parempi vaihtoehto moottoriöljyn voitelukykyvyn kannalta, sillä puhdistusjakson aikana palamatonta polttoainetta joutuu väistämättä moottoriöljyn sekaan. Tällöin perinteinen biodiesel heikentää moottoriöljyn voitelukykyä merkittävästi enemmän kuin maaöljypohjainen diesel tai NExBTL.

Mikä setaaniluku?

Setaaniluku kertoo, kuinka nopeasti polttoaine syttyy ruiskuttamisen jälkeen. Suuri setaaniluku merkitsee nopeaa syttymistä, hyvää kylmäkäynnistyvyyttä ja hiljaisempaa palamisääntä. Pieni setaaniluku tarkoittaa puolestaan hidasta syttymistä ja siitä johtuvia erilaisia ongelmia. Maaöljypohjaisen dieselin tyypillinen setaaniluku on 51–53. NExBTL:n setaaniluku on yli 75.