Common rail

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Common rail (w wolnym tłumaczeniu: wspólna szyna) – wersja systemu wtrysku paliwa w silnikach Diesla.

Wtryskiwacz Common rail firmy Bosch

Zasada działania[edytuj | edytuj kod]

W tradycyjnym układzie wtrysku paliwa w silnikach Diesla, dla poszczególnych cylindrów, pompa sekcyjna wytwarza w określonych momentach ciśnienie. Otwiera ono wtryskiwacz, w wyniku czego paliwo zostaje rozpylone w cylindrze lub komorze spalania. Ten system wymaga korektora dawki paliwa (przy pompie sekcyjnej), gdyż dawka paliwa nie powinna rosnąć przy wzroście obrotów (bez tego silnik charakteryzowałby się niestatecznością obrotów).

W systemie tym wyeliminowano komory wstępne i wirowe, a wtryskiwacz dozuje paliwo bezpośrednio do cylindra. W przeciwieństwie do wprowadzonych przez Audi w roku 1989 jednostek TDI zmieniono jednak system zasilania.

W układzie common rail paliwo jest tłoczone nie bezpośrednio do wtryskiwacza, ale do wspólnej szyny, będącej akumulatorem paliwa. Jest ono tam tłoczone pod ciśnieniem 2000 bar (najnowsze silniki Audi 2500 bar). Dopiero z tego zasobnika zasilane są wtryskiwacze, a ciśnienie maksymalne wtryskiwanego paliwa wynosi ponad 1600 bar (obecnie ok 1800 bar). Na biegu jałowym ciśnienie zasilające jest na poziomie 200-300 bar.[potrzebne źródło]

Otwarcie wtryskiwaczy następuje poprzez wysłanie impulsu elektrycznego i uniesienie iglicy uwalniającej paliwo. Pozwala to na zastosowanie strategii wtrysków wielokrotnych dzieląc fazę wtrysku na więcej podfaz (split injections). Specjalnie zestrojone  elektro-wtryskiwacze umożliwiają wykonanie nawet 8 faz wtrysków paliwa podczas jednego cyklu pracy, zapewniając wyższą sprawność, lepszą elastyczność (stopniowe narastanie spalania) i eliminację szkodliwych substancji (fazy ostatnich wtrysków). Dodatkowo 10x większe niż w starych dieslach ciśnienie wtrysku paliwa do cylindra pozwala na zastosowanie małych otworów rozpylacza tworzących idealną mgłę paliwową

Wada silnika -  małe otwory rozpylacza i wysokie ciśnienie wtrysku sprawiają, że rozkalibrowanie otworów nastąpi przy minimalnym zabrudzeniu paliwa. Wyeliminować mają to doskonałe filtry paliwa. Jednakże ogromne znaczenie mają tu również jakość paliwa, gdyż paliwo zasiarczone może zniszczyć układ zasilania

Charakterystyka[edytuj | edytuj kod]

Silniki z układem zasilania typu Common Rail charakteryzują się (w porównaniu z układami zasilania wcześniejszych typów) :

  • równiejszą pracą,
  • lepszym spalaniem paliwa,
  • wysoką sprawnością termodynamiczną,
  • mniejszym wydzielaniem ciepła,
  • mniejszym hałasem,
  • mniejszą emisją spalin
  • łatwością uzyskania wysokich parametrów użytkowych (moc, moment obrotowy).

Wiele wspomnianych zalet wynika z podziału dawki paliwa na kilka porcji. Ponieważ wszystkie rodzaje paliw do silników diesla charakteryzują się tzw. zwłoką zapłonu – zastosowanie małej dawki pilotażowej przed GMP pozwala na podanie dawki właściwej w obszar zapłonu dawki pilotażowej – przez co praca silnika jest bardziej miękka i cicha – przy zachowaniu wysokiej sprawności termodynamicznej silnika.

Silniki zasilane systemem common rail wymagają dobrej jakości oleju napędowego, wtryskiwacze pracują pod dużym ciśnieniem, każde zanieczyszczenie paliwa może przyczynić się do powstania uszkodzeń.

Historia[edytuj | edytuj kod]

Silniki common rail po raz pierwszy zastosowane zostały w aucie osobowym przez FIATa w modelach Alfa Romeo w silnikach JTD drugiej generacji, to jest od 1997 roku (spełniających normę EURO 3, a technologia jest powszechnie używana przez Fiata pod nazwą JTD oraz MultiJet[1].

Różni je nie tylko oznaczenie producenta (JTD, HDI, DCI, CDI, TDCI, CRDI, CDTI, CTDI czy TDI w modelach koncernu VW, który również zdecydował się na stosowanie systemu CR, także w jednostkach skonstruowanych jako silniki z pompowtryskiwaczami-np. 2.0TDI), ale także generacja systemu. Obecnie najpowszechniej stosowany jest system Common Rail tzw. II generacji. Charakteryzuje się on ciśnieniem 1600 bar i wielofazowością wtrysku (do 7 faz, najczęściej 5). Powoli wchodzi do sprzedaży III generacja systemu zasilania CR, jednak obecnie (maj 2007) jeszcze rzadko stosowana (np. Audi w silniku 3.0 TDI – silnik ten jako drugi z grupy VW, ponieważ pierwszym jest 3.3TDI, nie wykorzystuje pompowtryskiwaczy ze względu na twardą pracę i wysoki poziom hałasu oraz niższą kulturę pracy, Renault 2.0dCi 175KM, a także 1.9 dCi 102KM, silnik koncernu PSA 1.6 (HDI, TDCI czy D – takie oznaczenie stosuje Volvo)). Również firma Toyota opracowała zaawansowany silnik oznaczony D4D. Pierwsza generacja CR już jest praktycznie niestosowana w nowych samochodach osobowych. Jednak na rynku wtórnym powszechnie spotyka się silniki Diesla zasilane tym systemem. Charakteryzuje się on ciśnieniem wtrysku rzędu 1350 bar.

System ten jest stosowany też do zasilania silników samochodów użytkowych.

Akronimy[edytuj | edytuj kod]

Producenci samochodów odnoszą się do common raila poprzez własne oznaczania charakterystyczne dla danej marki/producenta:

Przypisy

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Anton Herner, Hans-Jürgen Riehl: Elektrotechnika i elektronika w pojazdach samochodowych. WKŁ, s. 276-282.
  • www.furora.tv