20 godina Common Rail-a za dizel II: Alfa Romeo je bila prva
Nastavak: Težak put dizajnera da implementiraju novu tehnologiju.
Oni su okosnica svega Fiata i Boscha
Ubrzo nakon što je Fiat 1986. predstavio Cromu s izravnim ubrizgavanjem, sličan sustav predstavio je Rover, koji ga je stvorio u suradnji s britanskim stručnjacima iz Perkinsa. Kasnije će se koristiti za Hondine modele. Tek 1988. VW Grupa je imala prvi dizelski motor s izravnim ubrizgavanjem, koji je također koristio Bosch distribucijsku pumpu. Da, upravo VW igra ulogu injektora mase za izravno ubrizgavanje u dizelskim vozilima. Međutim, VW je toliko strastven u pogledu svojih TDI motora da propušta revoluciju s kraja 20. stoljeća. Dakle, natrag na početak priče, ponovni susret s inženjerima u Fiatu i Boschu. Ovaj put nije riječ o suradnji.
Spomenuti Centro Ricerce Fiat i Magnetti Marelli ipak su uspjeli izgraditi funkcionalan sustav u kojem je proces stvaranja tlaka odvojen jedan od drugog. Time se izbjegavaju padovi tlaka i postiže maksimalni tlak pri velikim brzinama. Da bi se to postiglo, rotacijska pumpa puni čelični razvodnik goriva debelih stijenki. Izravno ubrizgavanje se vrši pomoću solenoidno upravljanih injektora. Prvi prototipovi nastali su 1991. godine, a tri godine kasnije tehnologija je prodana Boschu koji ju je dalje razvio. Sustav, koji je na ovaj način razvio Fiat, a doradio Bosch, pojavio se 1997. u Alfa Romeu 156 2.4 JTD i Mercedes-Benzu E220 d. Istovremeno, maksimalni tlak ubrizgavanja od 1360 bara još uvijek ne premašuje tlak nekih od prethodnih sustava (koristili su ih Opel Vectra i Audi A6 2.5 TDI iz 1996. i BMW 320d iz 1998., pumpa VP 44 za direktnim ubrizgavanjem postiže se tlak u rasponu od 1500 - 1750 bara), ali su kontrola procesa i učinkovitost na puno višoj razini.
Njegova najveća prednost je što održava konstantan visoki tlak u tračnici, što omogućuje preciznu kontrolu ubrizgavanja, koje se sada može isporučivati u serijama - što je vrlo važno za smjesu u dizelskom motoru. Time je tlak neovisan o brzini, kvaliteta procesa izgaranja je značajno poboljšana, što znači da se smanjuje potrošnja goriva i emisija. Razvojem sustava elektromagnetske brizgaljke bit će zamijenjene preciznijim piezo brizgaljkama, koje će omogućiti korištenje velikog broja kratkotrajnih ubrizgavanja i pritisaka do 2500 bara za automobile i do 3000 bara za kamione i autobuse u najnovijem razdoblju. generacije dizelskih motora.
Porođajni bolovi s Common Rail-om
Naravno, čak ni inženjeri Fiata ne počinju slijepo. Međutim, imaju pristup radu i Vickersa, koji je stvorio sličan mehanički sustav prije mnogo godina, i Švicarskog saveznog tehnološkog instituta ETH, a posebno tima Roberta Huberta, koji je 60-ih stvorio uspješan prototip dizelskog motora. sa Common Rail sustavom i elektroničkom kontrolom. Naravno, rudimentarni elektronički uređaji tih godina dopuštali su samo prototipovima rad u laboratoriju, ali 1983. godine Marko Ganzer iz ETH patentirao je "elektronički kontrolirani sustav punjenja baterija" za dizelske automobile. Zapravo je ovo prvi perspektivni razvoj takvog sustava. Napokon, problem nije u ideji, već u njezinoj provedbi, a inženjeri Fiata i Boscha uspijevaju se nositi sa svim problemima povezanim s propuštanjem visokog tlaka svojstvenom ovoj tehnologiji, stvaranjem odgovarajućih mlaznica i slično. Malo je poznata činjenica da dok proizvođači automobila u Japanu zaostaju u razvoju dizelskih motora, zapravo prvo vozilo koje je koristilo sustav ubrizgavanja Common Rail bio je Hino kamion s motorom J08C i sustavom ubrizgavanja Denso, što je rezultat rada timova dr. Shonei Ito-a i Svjetionici Masahiko. Jednako je zanimljiva činjenica da su 80-ih inženjeri na istočnonjemačkoj IFA uspješno razvili sličan sustav za svoje kamione.
Nažalost, Fiatovi financijski problemi u kasnim 90-ima natjerali su ga da proda svoje zlatno pile Boschu. Uostalom, upravo je Bosch razvio ovu tehnologiju, a danas je neosporni lider u proizvodnji ovih sustava. Zapravo, još uvijek je malo proizvođača ove opreme - uz Bosch, to su Denso, Delphi i Siemens. Ispod haube iu kojem god automobilu pogledali, pronaći ćete nešto slično. Ubrzo nakon što je Common Rail sustav pokazao svoje prednosti u odnosu na sve ostalo, predstavio ga je francuski proizvođač PSA. U to su vrijeme proizvođači poput Mazde i Nissana već uveli izravno ubrizgavanje, ali bez Common Rail sustava, VW nastavlja tražiti načine za stvaranje učinkovitog sustava koji ne koristi Common Rail patente, te je uveo uobičajeniji sustav injektora za kamionske pumpe 2000. Dapače, 2009. VW također nije odustao i nije ga zamijenio common railom.
Proizvođači kamiona uveli su ga kasnije - prije samo nekoliko godina njihovi su motori bili opremljeni i pumpom-brizgaljkom ili tzv. pumpom-cijevom-brizgaljkom s odvojenim pumpnim elementima i vrlo kratkom visokotlačnom cijevi. Na sajmu u Tokiju, Quon je pokazao još jedno zanimljivo rješenje - tehnologiju pumpa-injektor, koja se, međutim, napaja zajedničkom tračnicom tankih stijenki s nižim tlakom. Potonji igra ulogu srednjeg balansnog čvora.
Uz sve gore navedeno, Common Rail sustav bitno se razlikuje od sustava za ubrizgavanje po tome što se temelji na kinetičkoj energiji koju generira pumpa za precizno ubrizgavanje goriva. To eliminira potrebu za tako visokim stupnjem kompresije, kao i za visokom razinom turbulencije, što je poželjno za dizelske motore s predkomorom i koja se intenzivno generira u dizelskim motorima s vrtložnom komorom. Common Rail sustav, zajedno s razvojem elektroničke upravljačke tehnologije i turbopunjača, stvorio je preduvjete za dizelsku revoluciju i bez nje danas benzinski motori ne bi imali šanse. Inače, i potonji je dobio sličan sustav punjenja, samo po manjoj narudžbi. Ali to je druga priča.
Da, Common Rail sustav je skup i složen, ali dizelima trenutno nema alternative. Proizvođači su također uspjeli stvoriti jeftinije opcije s nižim tlakom za jeftina vozila poput Indije, gdje se poštuje dizel. Nakon najnovijih skandala, za sve zemaljske greške kriv je dizel, ali, kako pokazuju nedavna ispitivanja APP-a, njegovo je čišćenje sasvim moguće. U svakom slučaju, zanimljiva su vremena pred nama.
Tekst: Georgy Kolev
