Очиститель форсунок для дизеля в бак: что чистит и где бессилен

Очиститель форсунок для дизеля в бак — это концентрат моющей присадки, который растворяется в солярке и действует там, где топливо проходит жидким: в топливопроводах, насосе высокого давления, рампе common rail и внутри форсунки до среза распылителя. Порядок эффекта измерен в ускоренном испытании Shell на шасси-динамометре. В топливо всех прогонов специально добавляли 1 мг/кг цинка, чтобы форсунки закоксовывались быстрее, и авторы сами пишут, что такое загрязнение металлом нетипично для реальных условий. На этом топливе пикап с 2,5-литровым дизелем common rail за 24 часа без моющей присадки потерял 2,39 % мощности на полном газе, а с присадкой, подмешанной к эталонному топливу в заданной дозе, — 0,04 %, в пределах погрешности. Это скорость ускоренного теста и результат точной дозировки, а не свойство флакона с полки: какая концентрация получится в баке после заливки, заранее неизвестно. Износ распылителя и иглы, клапан ЕГР и впуск, камера сгорания и сажевый фильтр лежат вне досягаемости присадки: там работают стенд, замена распылителей и другие инструменты.

Два вида отложений в дизельной форсунке

Отложения в форсунке дизеля различают по месту, и от места зависит, как они проявляются и каким тестом их ловят.

Внешние отложения, или кокс, нарастают на носике распылителя и в сопловых отверстиях. Даже тонкий слой сужает проходное сечение: за тот же управляющий импульс в цилиндр попадает меньше топлива, струя дробится хуже, мощность падает, растёт дымность. Почему при этом идёт чёрный дым, разобрано в статье «Чёрный дым из выхлопной трубы дизеля». Закоксовку ускоряют следы металлов в топливе, например цинка, поэтому стендовый тест на этот вид отложений добавляет цинк в эталонное топливо намеренно, как ускоритель.

Внутренние отложения, в англоязычной литературе IDID (internal diesel injector deposits), садятся внутри корпуса форсунки: на игле, в зазорах её направляющей, в клапане управления. По составу это мылообразные соединения натрия или лаки. Проявляются они трудным пуском и неустойчивой работой, в пределе игла зависает. В описании методики CEC сказано прямо: эти отложения отличаются от закоксовки распылителя и местом, и влиянием на работу двигателя, а сам тест создан, чтобы отличать топливо без измеримых отложений от топлива, которое даёт неприемлемые для автопроизводителей проблемы с пуском (синопсис CEC F-110-16).

Общая картина отложений дизеля, от распылителей до сажевого фильтра, разобрана в статье «Нагар в дизельном двигателе».

Как чистоту форсунок проверяют на стенде: DW10B и DW10C

Способность топлива и присадки держать форсунки чистыми меряют двумя стандартизованными моторными испытаниями Координационного европейского совета (CEC). Оба теста опираются на один и тот же эталонный дизель RF-79-07 и отличаются тем, что в него добавляют.

Первая процедура, CEC F-98-08, идёт на двигателе Peugeot DW10B с common rail и пьезофорсунками, распылители которых склонны к отложениям. В эталонное топливо вводят 1 мг/кг цинка в виде неодеканоата, чтобы отложения нарастали быстро. После 16-часовой обкатки на топливе без цинка двигатель проходит четыре блока по 8 часов работы с тремя 4-часовыми стоянками между ними: 32 часа под нагрузкой и 12 часов стоянки. Режим в основном высокие обороты и нагрузка, мощность замеряют в конце каждого часового цикла. Потерю мощности считают по тренду первых пяти и последних пяти замеров, а не как разницу между началом и концом теста.

Пороги для этого теста есть в стандарте TOP TIER Diesel: результаты испытаний по нему рассматривают General Motors и другие автопроизводители-спонсоры программы. Оценка присадки там всегда состоит из двух прогонов, базового топлива и топлива с присадкой, на одном и том же блоке цилиндров с той же головкой, а результаты должны укладываться в воспроизводимость метода. Базовое топливо без моющей присадки должно показать в DW10B потерю мощности не меньше 5 %, топливо с присадкой не больше 2 %. Для топлива, которое продавец хочет подавать как отмывающее, стандарт рекомендует, но не требует, второй вариант: двигатель сначала загрязняют до потери не меньше 5 %, затем на том же стенде переводят на топливо с присадкой в усиленной, «отмывочной» концентрации, и потеря должна снизиться до 2 % и меньше (TOP TIER Diesel Fuel Performance Standard, Base Level, редакция C, январь 2025, п. 4.2.1).

Вторая процедура, CEC F-110-16 (выпуск 3 от 10 февраля 2017 года), идёт на четырёхцилиндровом PSA DW10C рабочим объёмом 1997 см³ и нацелена на внутренние отложения. Их вызывают намеренно: по TOP TIER в эталонное топливо добавляют 0,5 мг/кг натрия в виде нафтената и 10 мг/кг додеценилянтарной кислоты (DDSA). Основной прогон длится 6 часов и чередует фазы по 5 минут на 1000 об/мин с моментом 10–15 Н·м и по 25 минут на 3750 об/мин при 110 кВт. После каждого прогона двигатель стоит 4 часа и остывает, затем его пускают холодным, и так пять раз.

Результат DW10C выражают баллом от 1 до 10, процента мощности там нет. Балл складывается из шести параметров: два относятся к холодному пуску, четыре к работе двигателя. Десять означает отличную защиту от внутренних отложений. По TOP TIER эталонное топливо без присадки должно получить не больше 7,5, топливо с присадкой не меньше 9, и оба прогона снова идут на одном блоке с одной головкой. Отмывочный вариант DW10C стандарт тоже только рекомендует: обязательное подтверждение по внутренним отложениям касается поддержания чистоты, а не снятия уже наросшего слоя.

Из этого устройства испытаний следует правило чтения чисел в рекламе. Процент DW10B или балл DW10C осмыслен только рядом с прогоном базового топлива на том же блоке и той же головке, в пределах воспроизводимости метода и при той концентрации, при которой присадку испытали. Числа из разных лабораторий при разных дозах между собой так не сравнивают, а концентрация в баке после флакона зависит от того, сколько солярки в него залито, и с испытанной может не совпасть. Выбирать марку по процентам с упаковки, не приведённым к общей базе, значит сравнивать несравнимое.

Что показало испытание Shell на пикапе

Пороги стандарта показывают, что считается хорошим результатом на моторном стенде. Как отложения сказываются на машине, видно по опубликованному испытанию Shell Global Solutions на шасси-динамометре (Behrendt C., Smith A. A Study of Diesel Fuel Injector Deposit Effects on Power and Fuel Economy Performance. SAE Technical Paper 2017-01-0803). Испытывали не флакон из магазина, а моющую присадку к топливу (deposit control additive), которую подмешивали к эталонному топливу в заданной концентрации. Доз в работе три: рабочая для поддержания чистоты, «премиальная» для стабилизации и двойная премиальная для отмывки.

Машина: пикап с рядной 2,5-литровой четвёркой, common rail с давлением до 1800 бар, электромагнитные форсунки, степень сжатия 18,5, рециркуляция отработавших газов и сажевый фильтр, экологический класс Евро-5. Цикл длиной 30 минут: 15 минут дорожной нагрузки, 13 мин 50 с на 80 % нагрузки и 20 секунд полного газа для замера мощности. Перед каждым прогоном форсунки мыли ультразвуком, затем 12 часов стабилизации на топливе с премиальной дозой присадки и без цинка, после чего машина 24 часа работала на одном из трёх вариантов топлива. Каждый вариант прогоняли дважды.

Во всех трёх вариантах было 1 мг/кг цинка, как в DW10B. Авторы добавили его, чтобы отложения нарастали с измеримой скоростью за сутки, и прямо оговаривают, что такой уровень загрязнения металлом не отражает реальных условий, хотя загрязнение топлива металлом в системах автомобиля встречается. Поэтому проценты в таблице — скорость ускоренного теста, а не скорость, с которой обычная солярка без присадки отнимает мощность.

Стандартная ошибка составила ±0,36 % по мощности и ±0,08 % по удельному расходу. Из таблицы следуют три вывода.

Первый: решают состав и доза. Топливо с присадкой низкой эффективности по мощности и расходу от топлива вовсе без присадки статистически не отличалось, авторы прямо пишут, что эти два топлива различить нельзя.

Второй: закоксовка форсунок видна в расходе. На полном газе удельный расход рос вместе с потерей мощности, и в прогонах без присадки связь между ними линейная с коэффициентом детерминации 0,83.

Третий: масштаб. Речь идёт о процентах мощности и долях процента расхода, и присадка здесь удерживает двигатель в исходном состоянии, а не улучшает его. Где ещё дизель теряет солярку, разобрано в статье «Экономия дизельного топлива».

Во второй части работы форсунки не снимали и ультразвуком не мыли. Стоявшие на машине распылители отмывали на месте: 6 часов на эталонном топливе с двойной премиальной дозой присадки. Мощность быстро выросла и в следующие 6 часов на премиальной дозе уже не прибавляла: авторы делают вывод, что отмывка дошла до конца. Затем последовали 48 часов на эталонном топливе с тем же 1 мг/кг цинка и без присадки. Потеря мощности составила 3,8 кВт, или 3,6 %, удельный расход вырос на 1,5 г/кВт·ч (0,65 %), а на 4400 об/мин и полной нагрузке удельный расход вырос на 1,9 %. Загрязнение шло нелинейно: примерно после 15 часов оно замедлялось, но не останавливалось.

Переносить эти числа на флакон в бак можно только с тремя поправками. Скорость загрязнения задана цинком и выше, чем у обычной солярки. Дозы были точными, а концентрация в баке после флакона неизвестна. Отмывка показана на внешних отложениях распылителя, того вида, который наводит цинк; о снятии внутренних отложений эта работа ничего не говорит. Общий вывод при этом остаётся: поддержание чистоты работает, пока моющий компонент есть в топливе, и когда обработанное топливо выработано, отложения на топливе без присадки снова начинают копиться.

Что о моющих присадках говорит ГОСТ 32511-2013

Требования к дизельному топливу ЕВРО задаёт ГОСТ 32511-2013 (EN 590:2009), введённый с 1 января 2015 года. Присадки в нём разрешены рамочно. По пункту 5.1 для улучшения эксплуатационных свойств допускается использовать присадки, не причиняющие вреда здоровью, окружающей среде и имуществу, а металлсодержащие присадки запрещены, за исключением антистатических. Таблица 1 нормирует 16 показателей, от цетанового числа (не менее 51,0) до содержания метиловых эфиров жирных кислот (не более 7,0 %), и показателя моющих свойств среди них нет (ГОСТ 32511-2013, разделы 4, 5 и 9). Ближе всего к теме коксуемость 10-процентного остатка разгонки, не более 0,3 % масс., но это свойство самого топлива: её определяют до введения присадки, улучшающей воспламенение.

Запрет металлсодержащих присадок перекликается с методикой DW10B: там металл, 1 мг/кг цинка, вводят именно как ускоритель закоксовки.

Для владельца отсюда два следствия. Первое: моющий пакет в солярке с АЗС стандартом не требуется. Второе: по документу о качестве его наличие тоже не установить. Пункт 9.2 требует, чтобы паспорт содержал лишь сведения о наличии или отсутствии в топливе присадок, без указания их вида. Отметка «присадки есть» может означать, например, присадку, улучшающую воспламенение, которую упоминает сам стандарт, и о моющих свойствах партии ничего не говорит. Цетановое число, которое этот же стандарт нормирует, разобрано в статье «Октановое число солярки».

Докуда присадка из бака не достаёт

Граница проходит по трём признакам: смачивает ли узел жидкое топливо, отложение ли это вообще и есть ли для него проверенная отмывка.

• Износ распылителя и иглы. Разбитые сопловые отверстия, негерметичная посадка иглы, износ клапана управления с ростом обратного слива. Это потерянный металл, растворять там нечего. Такие форсунки находит стенд по производительности, обратному сливу и форме факела, дальше замена распылителя или ремонт.
• Кокс, который уже дал разброс по цилиндрам. Отмывку в опубликованных испытаниях проверяют на отложениях, наросших на стенде за десятки часов. Если коррекции подачи по цилиндрам разошлись, распылитель проверяют на стенде и меняют. В статье о дизельном нагаре этот случай отнесён к тем, что штатной эксплуатацией не лечатся.
• Внутренние отложения, которые уже дают трудный пуск. Подтверждение по DW10C стандарт требует только для поддержания чистоты, отмывочный вариант лишь рекомендован. Форсунку с подозрением на подвисание иглы проверяют на стенде по обратному сливу и по работе на холодную.
• Впуск и клапан ЕГР. Солярка впрыскивается прямо в цилиндр и через впускной коллектор не проходит, поэтому сажа с масляным налётом во впуске с присадкой из бака не встречается. Подробности в статье «Клапан ЕГР на дизеле».
• Камера сгорания, днище поршня, канавки колец. Сюда моющий компонент приходит уже в составе горящей смеси. Закоксованные кольца снимаются раскоксовкой или при разборке.
• Сажевый фильтр. Зола от присадок моторного масла не выгорает и топливом не растворяется, фильтр промывают или меняют: «Сажевый фильтр на дизеле».

Вопросы владельцев дизелей

Помогает ли очиститель форсунок в бак на дизеле? На внешних отложениях распылителя моющая присадка работает, и это измерено, но в ускоренном режиме. В испытании Shell в эталонное топливо специально добавляли 1 мг/кг цинка, чтобы форсунки закоксовывались быстрее, а авторы сами называют такое загрязнение металлом нетипичным для реальных условий. На этом топливе пикап с 2,5-литровым common rail за 24 часа без присадки потерял 2,39 % мощности, с присадкой в заданной дозе — 0,04 %. Испытывали присадку, подмешанную к топливу в точной концентрации, а не флакон с полки, и какая концентрация получится в баке, заранее неизвестно. Износ распылителя и кокс, который уже дал разброс по цилиндрам, присадкой не восстанавливаются: их проверяют на стенде.

Как часто заливать очиститель в дизельный бак? По инструкции конкретного состава, единой нормы нет. Поддержание чистоты работает, только пока моющий компонент есть в топливе; когда обработанная солярка выработана, отложения копятся заново. Скорость этого процесса в опубликованном испытании Shell — 3,6 % мощности за 48 часов — получена на топливе, куда специально добавляли 1 мг/кг цинка для ускорения закоксовки, и авторы называют такое загрязнение нетипичным для реальных условий. Это скорость ускоренного теста, а не обычной солярки.

Можно ли залить в дизель очиститель для бензиновых форсунок? Состав выбирают по типу двигателя на этикетке. Бензиновые и дизельные моющие пакеты проверяют на разных двигателях по разным процедурам: дизельные по CEC F-98-08 и F-110-16, бензиновые по своим методикам, например CEC F-113 на моторе с прямым впрыском. Бензиновая сторона вопроса разобрана в статье «Очиститель форсунок в бак».

Почистит ли присадка клапан ЕГР и сажевый фильтр? Нет. Топливо дизеля впрыскивается прямо в цилиндр и через впуск не проходит, поэтому налёт на клапане ЕГР присадка из бака не достаёт. Зола в сажевом фильтре не выгорает и не растворяется, фильтр промывают в сервисе или меняют.

Дизель плохо заводится на холодную: поможет ли присадка? Начинать нужно не с флакона, а с диагностики того, что отказывает чаще и проверяется проще: свечи накала, давление в рампе при прокрутке стартером и загустевшая на морозе солярка (о ней в статье «Антигель для дизельного топлива»). Внутренние отложения в форсунке тоже дают трудный пуск: в методике DW10C два из шести оцениваемых параметров относятся к холодному пуску. Но снятие уже наросших внутренних отложений присадкой из бака стандартом не подтверждено, отмывочный вариант DW10C в нём только рекомендован, поэтому форсунки в таком случае проверяют на стенде по обратному сливу.

Что делать дальше

Порядок разумный такой. Сначала топливная аппаратура: фильтр по регламенту и коррекции подачи по цилиндрам. При трудном пуске проверяют свечи накала, давление в рампе и топливо, затем форсунки на стенде. При разбросе по цилиндрам или росте обратного слива нужен стенд и замена распылителей. Моющая присадка в дозе по инструкции состава отвечает за поддержание чистоты тракта до среза распылителя и за отмывку свежих внешних отложений на нём; диагностику она не заменяет.

Дальше, в камере сгорания, решается, какая доля углерода догорит в цикле, а какая уйдёт сажей в клапан ЕГР и сажевый фильтр. На эту зону рассчитана водородная добавка во впуск. Заявляемый механизм в том, что водород ускоряет фронт горения и смесь сгорает полнее, а углеродистые отложения в камере сгорания, по заявлению завода-изготовителя, при этом окисляются. Условия установки: двигатель исправен, нет прогоревших клапанов, топливные датчики работают. Значит, сначала исправные форсунки, затем добавка. На карточках моделей экономия указана как «от 20%», итог зависит от состояния двигателя, режима работы и топлива.

Модель подбирается по объёму двигателя и виду техники: VGA-120 на 2–6,5 л, VGA-160 для Газели и лёгкого коммерческого транспорта с двигателем 2–5 л, VGA-240 от 6,5 л, VGA-320 от 5 л для тяжёлой техники. Для тягачей, самосвалов и автобусов подбор собран в разделе грузового транспорта, цены по моделям выложены на странице стоимости.