System Common Rail zrewolucjonizował rynek silników wysokoprężnych na przełomie wieków. Choć na rynku konkuruje ze sobą kilku potężnych dostawców aparatury wtryskowej – w tym Bosch, Delphi (obecnie BorgWarner), Denso oraz Siemens (później Continental/VDO) – to rozwój technologiczny u wszystkich tych producentów przebiegał według bardzo zbliżonego schematu.
Ewolucję systemów Common Rail powszechnie dzieli się na generacje. Każdy kolejny krok oznaczał drastyczny wzrost ciśnienia roboczego, większą liczbę dawek na jeden cykl pracy oraz przejście z mechanizmu elektromagnetycznego na zaawansowaną technologię piezoelektryczną.
Oto krótki przewodnik po generacjach wtryskiwaczy, który ułatwi zrozumienie różnic konstrukcyjnych w nowoczesnych dieslach.
Generacja I (Koniec lat 90.) – Początek rewolucji
Pierwsza generacja wtryskiwaczy Common Rail zastąpiła tradycyjne, mechaniczne pompowtryskiwacze i pompy rotacyjne. Były to konstrukcje elektromagnetyczne. Cewka elektryczna po otrzymaniu impulsu unosiła wewnętrzny zaworek, co inicjowało wtrysk paliwa.
- Ciśnienie robocze: od ok. 1350 barów do 1400 barów.
- Możliwości: Układ pozwalał na maksymalnie 2 do 3 wtrysków na jeden cykl pracy silnika (wtrysk pilotujący skracający zwłokę zapłonu oraz wtrysk główny).
- Zastosowanie: Kultowe silniki przełomu wieków, np. pierwsze odmiany 1.9 JTD (Fiat – pionier technologii), 2.0 HDI (PSA) czy wczesne Mercedesy CDI.
Generacja II (Początek XXI wieku) – Era precyzji i ekologii
Druga generacja przyniosła ogromny skok wydajnościowy, wymuszony przez wchodzące normy emisji spalin Euro 3 i Euro 4. Inżynierowie zmodyfikowali konstrukcję zaworów sterujących, co pozwoliło na drastyczne skrócenie czasu reakcji wtryskiwacza.
- Ciśnienie robocze: Wzrost do poziomu 1600 barów.
- Możliwości: System potrafił podzielić dawkę paliwa nawet na 5 części (wtryski wstępne, główne oraz tzw. post-wtryski, czyli dawki dotryskiwane w suwie wydechu, niezbędne do zapoczątkowania regeneracji raczkujących wówczas filtrów DPF).
- Zastosowanie: Niezwykle popularne silniki z lat 2002–2008, w tym 2.0 CRDi (Hyundai/Kia), 2.0 D-4D (Toyota) oraz unowocześnione jednostki 1.9 i 2.0 MultiJet.
Generacja III (Ok. 2004–2005 r.) – Rewolucja Piezoelektryczna
Trzecia generacja to moment technologicznego rozłamu. Obok wciąż rozwijanych wtryskiwaczy elektromagnetycznych, na rynku zadebiutowały wtryskiwacze piezoelektryczne.
Tradycyjną cewkę miedzianą zastąpiono kryształem piezoelektrycznym (tzw. stosem piezo), który pod wpływem napięcia elektrycznego błyskawicznie zmienia swoją objętość (rozszerza się). Wtryskiwacze te stały się nawet do 4-5 razy szybsze od swoich elektromagnetycznych poprzedników, a masa iglicy wtryskowej została zredukowana o połowę.
- Ciśnienie robocze: Skok do 1800 barów – 2000 barów.
- Możliwości: Do 7-8 precyzyjnych faz wtrysku na jeden cykl, co przełożyło się na „aksamitną”, cichą pracę silnika diesla oraz znacznie niższe zużycie paliwa.
- Zastosowanie: Bardzo popularne silniki 2.0 i 3.0 TDI z systemem Common Rail (koncern VAG), Mercedes-Benz (silniki OM642), a także zaawansowane jednostki BMW (dCi, d).
Generacja IV (Od ok. 2010 r. do dziś) – Maksymalne ciśnienie i normy Euro 6
Czwarta generacja to szczyt inżynierii systemów zasilania, projektowany pod kątem rygorystycznych norm Euro 6. Tutaj producenci poszli dwiema różnymi ścieżkami:
- Ewolucja elektromagnetyczna (np. systemy Bosch CRIN dla ciężarówek i maszyn oraz układy Delphi/BorgWarner DFI): Zastosowano tzw. systemy ze wzmocnieniem hydraulicznym (HADI) lub specjalnie zbalansowane zawory, które pozwoliły wtryskiwaczom z tradycyjną cewką osiągać parametry zbliżone do piezo.
- Zaawansowane systemy piezoelektryczne z bezpośrednim sterowaniem iglicą: Gdzie kryształ bezpośrednio porusza iglicą rozpylacza bez pośrednictwa hydrauliki.
- Ciśnienie robocze: Od 2200 barów do astronomicznych 2500 barów – 2700 barów w najnowszych układach.
- Możliwości: Mikro-dawkowanie na poziomie ułamków miligrama paliwa, powtarzalne przy skrajnie wysokich temperaturach. Pełna integracja z rozbudowanymi układami oczyszczania spalin (DPF, SCR, AdBlue).
Podsumowanie tabelaryczne generacji Common Rail
|
Generacja |
Typ sterowania |
Średnie ciśnienie robocze |
Maks. liczba wtrysków / cykl |
Kluczowi gracze na rynku |
|
I Generacja |
Elektromagnetyczne |
1350 – 1400 bar |
2 – 3 |
Bosch, Lucas/Delphi |
|
II Generacja |
Elektromagnetyczne |
1600 bar |
do 5 |
Bosch, Delphi, Denso |
|
III Generacja |
Piezoelektryczne / Elektromagnetyczne |
1800 – 2000 bar |
do 7 – 8 |
Siemens/VDO, Bosch, Denso |
|
IV Generacja |
Piezoelektryczne (Direct) / Zaawansowane EM |
2200 – 2700 bar |
powyżej 8 |
Bosch, Continental, Delphi |
Niezależnie od generacji i marki wtryskiwaczy (Bosch, Delphi, Denso czy Continental) w Twoim samochodzie lub maszynie – każdy z tych układów wymaga chirurgicznej czystości paliwa i profesjonalnej diagnostyki. W naszym autoryzowanych serwisach sieci Bosch Diesel posiadamy technologię do precyzyjnego testowania i regeneracji wtryskiwaczy wszystkich generacji wiodących producentów.
