20 let systému Common Rail pro Diesel II: Alfa Romeo byla první

Pokračování: Obtížná cesta návrhářů k implementaci nové technologie.

Jsou páteří všeho Fiatu a Bosche

Brzy poté, co Fiat v roce 1986 představil přímou injekci Croma, zavedl podobný systém Rover, který jej vytvořil ve spolupráci s britskými specialisty z Perkins. Později bude použit pro modely Honda. Teprve v roce 1988 měl koncern VW první vznětový motor s přímým vstřikováním, který také využíval distribuční čerpadlo Bosch. Ano, je to VW, který hraje roli hromadného vstřikovače pro přímé vstřikování v dieselových vozidlech. VW je však pro své motory TDI tak zapálený, že mu uniká revoluce konce 20. století. Vraťme se tedy na začátek příběhu, abychom se znovu setkali s inženýry ve společnostech Fiat a Bosch. Tentokrát to není o spolupráci.

Zmíněné Centro Ricerce Fiat a Magnetti Marelli ještě dokázaly vybudovat funkční systém, ve kterém je proces generování tlaku od sebe oddělen. Tím se zabrání poklesu tlaku a dosáhne se maximálního tlaku při vysokých rychlostech. K tomu rotační čerpadlo plní silnostěnnou ocelovou palivovou kolejnici. Přímé vstřikování se provádí pomocí solenoidem řízených vstřikovačů. První prototypy vznikly v roce 1991 a o tři roky později byla technologie prodána firmě Bosch, která ji dále rozvíjela. Takto vyvinutý systém Fiatem a zdokonalený Boschem se objevil v roce 1997 v Alfě Romeo 156 2.4 JTD a Mercedes-Benz E220 d. Maximální vstřikovací tlak 1360 bar přitom stále nepřevyšuje tlak některých předchozích systémů (používaly je Opel Vectra a Audi A6 2.5 TDI z roku 1996 a BMW 320d z roku 1998, čerpadlo VP 44 pro přímé vstřikování dosahuje tlaku v rozmezí 1500 - 1750 bar), ale řízení procesu a účinnost jsou na mnohem vyšší úrovni.

Jeho největší výhodou je, že udržuje konstantní vysoký tlak v railu, což umožňuje přesné řízení vstřikování, které je zase nyní možné dodávat v dávkách – což je pro směs v dieselovém motoru velmi důležité. Tlak je tedy nezávislý na rychlosti, výrazně se zlepšuje kvalita spalovacího procesu, což znamená, že se snižuje spotřeba paliva a emise. S vývojem systému budou elektromagnetické vstřikovače nahrazeny přesnějšími piezo vstřikovači, umožňujícími použití velkého množství krátkodobých vstřiků a tlaků až 2500 barů pro osobní automobily a až 3000 barů pro nákladní automobily a autobusy v nejnovější generace dieselových motorů.

Porodní bolesti se systémem Common Rail

Samozřejmě ani inženýři Fiatu nezačínají slepě. Mají však přístup k práci jak Vickerse, který před mnoha lety vytvořil podobný mechanický systém, tak Švýcarského federálního technologického institutu ETH, a zejména týmu Roberta Huberta, který v 60. letech vytvořil úspěšný prototyp vznětového motoru. se systémem Common Rail a elektronickým ovládáním. Základní elektronická zařízení té doby samozřejmě umožnila v laboratoři pracovat pouze prototypům, ale v roce 1983 Marco Ganzer z ETH patentoval „elektronicky řízený systém nabíjení baterií“ pro naftová vozidla. Ve skutečnosti jde o první slibný vývoj takového systému. Koneckonců, problém není v myšlence, ale v její implementaci a jsou to inženýři společností Fiat a Bosch, kteří se dokážou vypořádat se všemi problémy spojenými s vysokotlakými úniky, které tato technologie tkví, vytvoření vhodných vstřikovačů atd. Je málo známým faktem, že ačkoliv výrobci automobilů v Japonsku zaostávají ve vývoji vznětových motorů, ve skutečnosti prvním vozidlem, které používalo vstřikování Common Rail, bylo nákladní vozidlo Hino s motorem J08C a vstřikovacím systémem Denso, což je výsledkem práce týmů Dr. Majáky Masahiko. Stejně zajímavá je skutečnost, že v 80. letech minulého století inženýři východoněmecké IFA úspěšně vyvinuli podobný systém pro své nákladní vozy.

Bohužel finanční problémy Fiatu na konci 90. let ho donutily prodat své zlaté kuře společnosti Bosch. Koneckonců to byl Bosch, kdo vyvinul tuto technologii, a dnes je nesporným lídrem ve výrobě těchto systémů. Ve skutečnosti je stále málo výrobců tohoto zařízení - kromě Bosch jsou to Denso, Delphi a Siemens. Pod kapotou a v jakémkoli autě se podíváte, najdete něco podobného. Krátce poté, co systém Common Rail ukázal své přednosti oproti všemu ostatnímu, jej představili francouzští výrobci PSA. V té době již výrobci jako Mazda a Nissan They zavedli přímé vstřikování, ale bez systému Common Rail VW nadále hledá způsoby, jak vytvořit účinný systém, který nepoužívá patenty Common Rail, a představil běžnější systém vstřikování. pro nákladní čerpadla v roce 2000. V roce 2009 se totiž VW také nevzdal a nenahradil jej common rail.

Výrobci nákladních vozidel jej představili později – teprve před pár lety byly jejich motory vybaveny také pumpou-vstřikovač nebo tzv. pump-pipe-injector s oddělenými čerpacími prvky a velmi krátkou vysokotlakou trubkou. Na tokijské výstavě Quon ukázal další zajímavé řešení - technologii pump-injektor, kterou však pohání běžná tenkostěnná kolejnice s nižším tlakem. Ten hraje roli mezilehlého vyrovnávacího uzlu.

Kromě všeho výše uvedeného se systém Common Rail od systémů před vstřikováním zásadně liší tím, že je založen na kinetické energii generované čerpadlem pro přesné vstřikování paliva. To eliminuje potřebu tak vysokého kompresního poměru, stejně jako vysoké úrovně turbulence, která je výhodná pro dieselové motory s předkomorou a která se intenzivně generuje v dieselových motorech s vířivou komorou. Systém Common Rail spolu s vývojem technologie elektronického řízení a turbodmychadel vytvořil předpoklady pro naftovou revoluci a bez ní by dnes benzínové motory neměly šanci. Mimochodem, druhý také obdržel podobný plnicí systém, jen na menší objednávku. Ale to je jiný příběh.

Ano, systém Common Rail je drahý a složitý, ale v současné době neexistuje žádná alternativa k dieselovým motorům. Výrobcům se také podařilo vytvořit levnější možnosti s nízkým tlakem pro nízkonákladová vozidla, jako je Indie, kde je respektována nafta. Po posledních skandálech byla na vině všech pozemských poruch, ale jak ukazují nedávné testy AMS, její čištění je docela možné. V každém případě čekají zajímavé časy.

Text: Georgy Kolev