Diesel dieslowi nierówny – układy zasilania silnika wysokoprężnego

Silnik wysokoprężny fot. mojasoul.pl

Prawie połowa samochodów jeżdżących po europejskich drogach wyposażona jest w silniki wysokoprężne. Jedna z podstawowych różnic między poszczególnymi silnikami Diesla to układ zasilania.

Coraz bardziej surowe normy emisji spalin oraz wymagania dotyczące niskiego zużycia paliwa wiążą się z kolejnymi warunkami, do których musi się dostosować układ wtryskowy i układ sterowania pracą silnika Diesla. Aby spełnić te wymagania i uzyskać odpowiednią mieszankę, układ wytryskowy musi pod wysokim ciśnieniem wtrysnąć dawkę paliwa do komory spalania. Dozowanie dawki paliwa musi być jak najdokładniejsze.

Dynamiczny rozwój silników Diesla zawdzięczamy opracowaniu przez firmę Bosch pompy wtryskowej oraz poprawie dokładności pracy wtryskiwaczy. Dziesiątki lat pracy nad nowymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi zaowocowały powstaniem kilku rodzajów układów wtryskowych.

• Układ wtryskowy z pompą rotacyjną

Tradycyjny układ zasilania silnika Diesla. Stosowany jest w niskociśnieniowych układach wtryskowych. Pompa rotacyjna (rozdzielaczowa) dzięki stosunkowo prostej budowie jest tania w naprawie czy ewentualnym zakupie. Mimo licznych zalet układ ten stopniowo wypierają nowsze systemy wtrysku paliwa. Wynika to głównie z wysokiej emisji dwutlenku węgla na jednostkę pracy.

• System Common Rail

fot. infosamochody.pl

Mimo że wydaje się to całkiem nowe rozwiązanie, system ten został opracowany już w 1986 roku. Problemy natury technologicznej spowodowały znaczne przesunięcie w czasie wprowadzenia tego systemu do seryjnej produkcji. Jednak około 10 lat później, gdy zaczęto powszechnie stosować ten układ, szybko stał się bardzo popularny. Charakterystyczne dla Common Rail jest elektroniczne, bardzo precyzyjne sterowanie pracą wtryskiwaczy. Pozwala to na podzielenie pracy wtryskiwacza na kilka etapów, zależnych od aktualnego stanu pracy silnika.
Od tradycyjnych układów wtryskowych Common Rail różni się przede wszystkim równiejszą pracą, lepszym spalaniem paliwa, lepszymi parametrami użytkowymi oraz mniejszym hałasem i emisją spalin. Ciągłe prace nad udoskonaleniem sytemu zaowocowały powstaniem już czwartej generacji systemu CR. Charakterystyczne jest wysokie ciśnienie wtrysku zawierające się w granicach 1300-2000 barów. Prosta budowa oraz niewielka liczba elementów mechanicznych pozwalają na uzyskanie stosunkowo niskiej wagi silnika.

• Pompowtryskiwacze

Pompowtryskiwacz

Po raz pierwszy użyto ich w samochodzie ciężarowym Volvo w 1994 roku. System składa się z elementu wtryskowego oraz pompy tłoczkowej. Są one napędzane od wałka rozrządu, na którym muszą się znaleźć dodatkowe krzywki. Ciśnienie wtrysku wynosi około 2000-2200 barów.
Główne zalety tego systemu zasilania to brak przewodów wysokociśnieniowych oraz wysokie ciśnienie wtrysku. Wymaga on jednak skomplikowanej konstrukcji głowicy, jego minusami są również twarda praca silnika oraz problemy z uzyskaniem wysokich norm czystości spalin.

• System UPS

Układ pompa-przewód-wtryskiwacz w pojazdach używany jest od 1995 roku. Zasada działania jest podobna jak w przypadku pompowtryskiaczy, jednak ich miejsce zajmują sterowane elektronicznie pompy jednosekcyjne. Na każdy cylinder przypada oddzielna pompa wtryskowa połączona z wtryskiwaczem za pomocą krótkiego przewodu.
Pompy napędzane są od wałka rozrządu. Parametry wtrysku sterowane są elektronicznie zaworem elektromagnetycznym. Takie rozwiązanie jest często stosowane w dużych silnikach.
Mimo że cena ropy prawie zrównała się z ceną benzyny, aut wyposażonych w silniki wysokoprężne wciąż przybywa. Dalsze zwiększanie ciśnienia wtrysku, zmniejszanie otworów rozpylających oraz poprawa trwałości wtryskiwaczy przełożą się na coraz niższe spalanie i emisję szkodliwych substancji silników wysokoprężnych.