System common rail jest coraz popularniejszy w nowoczesnych silnikach Diesla, ale nie każdy wie dokładnie, na czym polega jego działanie. W tym artykule wyjaśnimy, czym jest common rail, jak jest zbudowany i jak działa ten innowacyjny układ wtryskowy. Dowiesz się, jakie są zalety i wady systemu common rail w porównaniu do starszych rozwiązań. Przedstawimy też, w jakich silnikach jest stosowany oraz jakie mogą występować w nim najczęstsze problemy.
Budowa i zasada działania systemu common rail
Common rail (z ang. wspólna szyna) to nowoczesny układ zasilania paliwem, który stosuje się głównie w silnikach Diesla. W tym systemie paliwo jest tłoczone przez pompę wysokiego ciśnienia do wspólnego kolektora (szyny), skąd następnie rozprowadzane jest do wszystkich wtryskiwaczy.
Wtryskiwacze sterowane są elektronicznie przez sterownik silnika, który w zależności od warunków pracy silnika decyduje o parametrach wtrysku: momencie, czasie trwania i ilości wtryskiwanego paliwa. Dzięki temu możliwa jest precyzyjna kontrola dawki paliwa dostarczanej do każdego cylindra.
W starszych układach wtryskowych, np. z pompą rozdzielczą, parametry wtrysku zależały od prędkości obrotowej wału korbowego. To ograniczało możliwości regulacji i powodowało gorsze spalanie.
Podstawowe elementy układu common rail
Do głównych podzespołów systemu common rail należą:
- Pompa wysokiego ciśnienia
- Akumulator (szyna) paliwa
- Wtryskiwacze
- Sterownik silnika
- Przewody wysokiego ciśnienia
- Filtr paliwa
- Czujniki ciśnienia i temperatury
Paliwo pod bardzo wysokim ciśnieniem (nawet 2000 bar) jest tłoczone przez pompę do akumulatora, skąd rozprowadzane jest do wtryskiwaczy. Sterownik w odpowiednim momencie otwiera wtryskiwacze, które dokonują precyzyjnego wtrysku paliwa do cylindrów.
Sterowanie wtryskiem paliwa w układzie common rail
Za sterowanie wtryskiem paliwa w układzie common rail odpowiedzialny jest sterownik silnika. Jest to elektroniczny moduł, który na podstawie sygnałów z wielu czujników decyduje o parametrach wtrysku dla każdego cylindra, tak aby zapewnić optymalną pracę silnika.
Sterownik monitoruje m.in. obroty silnika, obciążenie, temperaturę, ciśnienie doładowania i na tej podstawie - zgodnie z zapisanymi mapami wtrysku - oblicza wymaganą dawkę paliwa, kąt oraz liczbę wtrysków dla każdego cylindra. Następnie sterownik wysyła sygnały elektryczne do wtryskiwaczy, sterując ich otwieraniem i zamykaniem z bardzo dużą precyzją.
Zalety sterowania elektronicznego
Elektroniczne sterowanie wtryskiem paliwa w układzie common rail ma szereg zalet:
- Precyzyjna kontrola dawki i parametrów wtrysku paliwa
- Szybka reakcja na zmiany warunków pracy silnika
- Łatwa aktualizacja oprogramowania sterownika
- Możliwość diagnostyki komputerowej układu wtryskowego
Dzięki temu możliwa jest optymalizacja procesu spalania paliwa w silniku Diesla, co przekłada się na lepsze osiągi, mniejsze zużycie paliwa i ograniczenie emisji szkodliwych związków w spalinach.
Czytaj więcej: Czy kabriolet nadaje się do jazdy zimą? - Poradnik Użytkownika.
Zalety i wady systemu zasilania common rail
Układ common rail ma liczne zalety w porównaniu do starszych rozwiązań, ale posiada też pewne wady. Do najważniejszych z nich należą:
Zalety common rail:
- Wyższa moc i moment obrotowy silnika
- Niższe spalanie paliwa i emisja spalin
- Łatwość dostosowania do różnych norm emisji spalin
- Lepsza kultura pracy silnika
- Możliwość zasilania silnika biopaliwami
Wady common rail:
- Wyższy koszt zakupu i napraw
- Większa złożoność systemu
- Wrażliwość na zanieczyszczenia i jakość paliwa
- Konieczność stosowania filtrów cząstek stałych
Mimo pewnych wad, zdecydowana większość producentów stosuje obecnie w silnikach Diesla właśnie układ common rail, ze względu na jego zalety i uniwersalność.
W jakich silnikach stosowany jest system common rail
Common rail jest stosowany w zdecydowanej większości nowoczesnych silników z zapłonem samoczynnym, zarówno w samochodach osobowych, dostawczych, ciężarowych jak i maszynach rolniczych czy budowlanych. Oto kilka przykładów zastosowań:
Pierwsze silniki z systemem common rail pojawiły się w samochodach w drugiej połowie lat 90. Początkowo stosowały go Fiat (JTD), Peugeot, Citroen (HDi) oraz Alfa Romeo (JTS). Od tego czasu technologia common rail nieustannie się rozwija i jest coraz powszechniej stosowana w silnikach wysokoprężnych.
Porównanie common rail i pompowtryskiwaczy
Oprócz common rail, w silnikach Diesla stosuje się również inny nowoczesny system zasilania - pompowtryskiwacze. Jakie są różnice między tymi technologiami?
W układzie z pompowtryskiwaczami każdy cylinder ma własną pompę wysokiego ciśnienia wbudowaną w wtryskiwacz. Pompowtryskiwacze również są sterowane elektronicznie, ale ze względu na połączenie pompy i wtryskiwacza osiągają jeszcze wyższe ciśnienia wtrysku (do 2000 barów).
Zaletami pompowtryskiwaczy są prostota budowy, wysoka sprawność i dokładność wtrysku. Wadami - większy hałas, wibracje, wyższe zużycie paliwa i emisja spalin. Pompowtryskiwacze montowane są głównie w silnikach koncernu VW.
Common rail cechuje większa elastyczność i precyzja sterowania wtryskiem, co przekłada się na lepsze osiągi, niższe spalanie i emisję spalin. Jest bardziej skomplikowany i kosztowny w produkcji, ale oferuje szersze możliwości modernizacji i dostosowania do norm emisji spalin.
Częste problemy i awarie w układzie common rail
Mimo zaawansowanej technologii, układ common rail nie jest wolny od problemów i potencjalnych awarii. Do najczęstszych należą:
- Uszkodzenia wtryskiwaczy
- Uszkodzenia pompy wysokiego ciśnienia
- Nieszczelności układu paliwowego
- Zanieczyszczenia i osady w układzie wtryskowym
- Usterki sterownika
Główne przyczyny problemów z systemem common rail to zła jakość paliwa, zanieczyszczenia, wady produkcyjne, błędy konstrukcyjne, nieregularna wymiana filtrów oraz niewłaściwa eksploatacja i obsługa serwisowa.
Aby uniknąć awarii common rail zaleca się tankowanie paliwa na sprawdzonych stacjach, regularną wymianę filtra paliwa, stosowanie dodatków poprawiających smarność i czystość układu paliwowego oraz wykonywanie okresowych przeglądów z diagnostyką komputerową.
Podsumowanie
Układ common rail jest coraz popularniejszy w nowoczesnych silnikach wysokoprężnych. Jego działanie polega na tłoczeniu paliwa przez pompę wysokiego ciśnienia do wspólnego akumulatora, skąd rozprowadzane jest ono do wtryskiwaczy sterowanych elektronicznie przez sterownik silnika. Dzięki precyzyjnej kontroli parametrów wtrysku układ common rail zapewnia lepsze osiągi przy mniejszym zużyciu paliwa i ograniczonej emisji spalin.
Mimo pewnych wad, common rail jest obecnie najbardziej rozpowszechnionym i zaawansowanym systemem wtryskowym w silnikach Diesla. Jego główne zalety to elastyczność sterowania, wysoka dokładność i niezawodność działania. Jednak wymaga on wysokiej jakości paliwa i regularnej obsługi, aby uniknąć potencjalnych usterek.
Tagi
Udostępnij artykuł
