Nowoczesne silniki wysokoprężne montowane w nocy modelach samochodów mają niewiele wspólnego ze starymi, głośnymi dieslami. Postęp techniki da się głównie zauważyć w technologii wtrysku paliwa. Dzięki systemowi Common Rail obecne diesle charakteryzują się wysoką kulturą pracy, porównywalną z silnikami benzynowymi. W wolnym tłumaczeniu Common Rail oznacza wspólną szynę. Układ został opracowany przez Fiata.
Często mówi się o silnikach diesla, że są w bardzo dużym stopniu skomplikowane. Układ Common Rail jednak bardzo uprościł sposób podawania silnika do paliwa a jednocześnie system ten pozwala osiągnąć bardzo dobre parametry o których konstruktorzy wcześniejszych silników wysokoprężnych mogli tylko pomarzyć. Bardzo niskie zużycie paliwa i duży moment obrotowy pozwalają na dynamiczną jazdę czyli to co kierowcy najbardziej lubią. Układy wtryskowe typu CR zdominowały współczesne silniki wysokoprężne.
Układ Common Rail
Sercem i najważniejszym elementem układu Common Rail jest tzw. jedna szyna czyli rodzaj zasobnika zwanego też ciśnieniowym akumulatorem paliwa do którego pompa tłoczy olej napędowy. Trafia on bezpośrednio do wtryskiwaczy z zasobnika przy zachowaniu tego samego ciśnienia dla każdego cylindra. Obrazowo mówiąc wtryskiwacz nie czeka na paliwo z pompy ale cały czas ma go i to pod bardzo dużym ciśnieniem. Elektryczne impulsy uruchamiają wtryskiwacze, tak by paliwo trafiło do komór spalania. Czym wyższe ciśnienie tym bardziej wydajne spalanie. Przekłada się to na większą moc, mniejsze zużycie paliwa oraz mniejszą emisję szkodliwych substancji w spalinach.
Silniki z układem Common Rail charakteryzują się równiejszą pracą, lepszym spalaniem paliwa, wysoką sprawnością termodynamiczną, mniejszym wydzielaniem ciepła, mniejszym hałasem i mniejsza emisją spalin. Jedną z głównych cech układu Common Rail jest możliwość tworzenia stałego ciśnienia niezależnie od momentu pracy silnika. Silniki wymagają dobrej jakości oleju napędowego. Wtryskiwacze pracują pod dużym ciśnieniem. Każde zanieczyszczenie może przyczynić się do powstania uszkodzeń.
Zalety układu Common Rail
Układ wtryskowy Common Rail ma fajną , kompaktową budowę. Posiada mniej elementów mechanicznych, co wpływa na mniejsza wagę silnika oraz wymiary, głównie wysokość. To kolei pozwala na odpowiednie ukształtowanie maski dla zwiększenia bezpieczeństwa pieszych w razie potrącenia. Niewątpliwą zaletą układu Common Rail jest efektywne oczyszczanie przy współpracy z filtrem cząstek stałych spalin i spełnianie przy tym wysokich norm czystości powietrza. Równiejsza praca, mniejsze zapotrzebowanie na paliwo, obniżona hałaśliwość pracy, niższa emisja ciepła bo nie chodzi nam przecież o ogrzewanie powietrza tylko o przekładanie energii paliwa w moc i moment obrotowy. Dzięki możliwości sterowania dawką paliwa i jej podziałem udało się wpłynąć na to w jaki sposób silnik generuje moc i moment obrotowy. Obecnie uzyskiwane 90% maksymalnego momentu obrotowego już przy 1200 obrotów na minutę nie jest niczym szczególnym, zaś utrzymanie takiego poziomu momentu niemal do obrotów maksymalnych silnika dało użytkowanikom maszyn zarówno zwiększona ekonomikę jak i możliwość pracy w szerokim zakresie obrotów.
Wady układu CR
Wtryskiwacze z układem CR charakteryzują się wysoką, zaawansowana technologią. Wykonywane są z niezwykłą precyzją, sięgającą 1 mikrometra, a to z kolei czyni je bardziej wrażliwymi na gorszej jakości olej napędowy. Zanieczyszczenia występujące w oleju napędowym, szczególnie obecność w paliwie wody, cząstek stałych i siarki mogą uniemożliwiać mechaniczne zamknięcie się zaworu sterującego. Skutkiem tego jest osadzanie się zabrudzeń w jego gnieździe. Ze względu na zanieczyszczony zawór paliwo wpływa przez otwarty wtryskiwacz w sposób całkowicie niekontrolowany. W konsekwencji jego niespalona część przenika do oleju napędowego co może skutkować np. zatarciem się panewek wału korbowego. Wysokie zaawansowanie technologiczne wtrysków CR potrafi również sprawić problemy mechanikowi podczas naprawy. Praca pod bardzo wysokim ciśnieniem ( sięgającym 1800 barów) oznacza, że nawet najmniejsze odstępstwo od warunków założonych przez konstruktorów kończy się usterką jednego z elementów. Układ wtryskowy nigdy nie był elementem wiecznym. Stopniowe zużycie współpracujących ze sobą elementów jest nieuniknione. Zużycie podzespołów skutkuje pogorszeniem dawkowania paliwa, a także jego słabym rozdrobnieniem co przekłada się na pogorszenie pracy silnika.
Diagnoza wtrysków Common Rail
Podstawowa diagnoza wtrysków CR możliwa jest bez demontażu ich z samochodu. Test przelewów pozwala zdiagnozować nieszczelność zaworów sterujących, natomiast odczytanie korekcji wtryskiwaczy umożliwia wykrycie między innymi nierównomierności ich dawkowania. Zbyt duże przelewy ukazują zwykle zabrudzenie lub wyrobienie zaworów sterujących. W takim przypadku warto podłączyć układ wtryskowy na krótko pod płyn czyszczący. Często po takim zabiegu chemicznym wydatek przelewu paliwa się zmniejszy, choć oczywiście w przypadku uszkodzenia mechanicznego nic to nam nie da. Jeśli chemia nie pomaga należy oddać wtryski do naprawy.
Image by Panoha, CC BY-SA 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons
