5 min czytania
Wtrysk common rail pozwala dieslowi na uzyskanie dobrych osiągów i zminimalizowanie jego zapotrzebowania na paliwo. Praca silnika jest bardziej miękka, ale i ekologiczna. Niestety duża precyzja pracy układu ma swoje wymagania. Jak jest zbudowany system wtrysku paliwa i czy okazuje się awaryjny?
Spis treści:
Dziś mówimy o nowoczesnym wtrysku typu common rail. Technologia ta jednak de facto mocno nowoczesna nie jest. Po raz pierwszy została bowiem wykorzystana w roku 1916. Wtedy jednak służyła do zasilania diesla zamontowanego w łodzi podwodnej. Debiut common rail na rynku samochodów osobowych miał miejsce w roku 1997. Pionierem został koncern Fiata, a pierwszym modelem była Alfa Romeo 156 napędzana silnikiem 2.4 JTD. Niedługo później swoje rozwiązanie pokazał Mercedes w klasie C generacji W202.
Mówiąc w dużym uproszczeniu, system common rail składa się z trzech głównych elementów. Pierwszym jest pompa wysokiego ciśnienia. To do niej dociera paliwo wprost z baku, filtra i przewodów. I to ona wtłacza olej napędowy do specjalnej szyny w układzie paliwowym. Na jej końcach zamontowane są wtryskiwacze common rail. Za sprawą elektronicznego sterowania, odbierają ze sterownika silnika informację dotyczącą optymalnego momentu uwolnienia ciśnienia wtrysku. To jest realizowane za sprawą uniesienia iglicy i wtłoczenia wyliczonej dawki paliwa wprost do komory spalania.
Kluczowe dla tego procesu są dwie rzeczy. Po pierwsze to kształt zaworu. Ten przypomina sitko. W efekcie układ wtryskowy dostarcza pod dużym ciśnieniem porcję paliwa w formie mgiełki. Po drugie elektroniczne sterowanie sprawia, że wtrysk paliwa w ramach jednego cyklu spalania w nowoczesnych silnikach diesla może być podzielony nawet na 8 faz. Ciśnienie wtrysku dochodzi nawet do 2000 barów.
Dotryskiwanie do cylindrów paliwa zebranego w listwie w różnych momentach procesu spalania poprawia efektywność procesu. W ten sposób inżynierowie mogli zniwelować praktycznie wszystkie przywary wcześniejszych diesli. Common rail oznacza bowiem wysoką kulturę pracy silnika, ale też obniżone spalanie i wzrost mocy. Na tym jednak nie koniec. Bezpośredni wtrysk paliwa do silnika wysokoprężnego przynosi jeszcze jedną zaletę. Ta dotyczy obniżenia emisji szkodliwych związków do atmosfery. To właśnie za sprawą common rail diesel był w stanie spełnić np. wymogi normy Euro 6.
Skalę postępu, jaki zaoferował common rail, najlepiej pokazać na przykładzie. W poniższej tabeli pojawia się porównanie danych technicznych dwóch Volkswagenów Golfów. Pierwszy to model IV generacji z silnikiem 1.9 TDI korzystającym z pompy rotacyjnej. Drugi to model VIII generacji z silnikiem 2.0 TDI i wtryskiwaczami piezoelektrycznymi.
| Golf IV 1.9 TDI | Golf VIII 2.0 TDI CR | |
| Moc | 90 KM | 115 KM |
| Moment obrotowy | 210 Nm | 300 Nm |
| Emisja CO2 | 132 g/km | 91 g/km |
| Średnie zapotrzebowanie na paliwo (dane producenta) | 4,9 l/100 km | 3,2 l/100 km |
Nowoczesny system wtryskowy w silniku wysokoprężnym jest niezwykle precyzyjny. Niestety w tym samym czasie okazuje się mocno wrażliwy na jakość paliwa. System common rail wymaga dobrej jakości oleju napędowego. Nawet niewielkie zanieczyszczenia (na tyle niewielkie, że nie zostaną wyłapane przez filtr paliwa) są w stanie skutecznie uszkodzić tłoczek wtryskiwacza, zawór regulacji ciśnienia czy zapchać jego końcówkę tworzącą mgiełkę paliwową.
To uniemożliwia prawidłowe działanie wtryskiwacza elektromagnetycznego czy piezoelektrycznego. Sprawia zatem, że czujniki zaczną wykrywać np. zbyt małą dawkę paliwa czy zbyt małe ciśnienie wtrysku. To właśnie jakość paliwa, a nie np. naturalne zużycie wtryskiwaczy jest główną przyczyną problemów.
O kłopotach z działaniem układu common rail kierowcę poinformuje kilka objawów. Powinien on zwrócić uwagę na:
Bardzo ważne jest to, aby w razie ujawnienia się któregoś z powyższych symptomów, kierowca w miarę szybko zareagował. Bowiem jedna usterka pociąga za sobą kolejną. Gdy dawki wtrysku będą powodować nadmierne dymienie, to szybko odbije się na stanie zaworu EGR, turbosprężarki czy filtra cząstek stałych. Poza tym spotęgowanie zostanie odkładane nagaru na zaworach. Koszty naprawy będą zatem liczone w tysiącach złotych.
W sytuacji, w której wtryskiwacza pracują w sposób wadliwy, przed kierowcą pojawią się dwie możliwości. Pierwszą jest regeneracja, drugą wymiana wtryskiwacza na nowy. Regeneracja jednego wtryskiwacza kosztuje przeciętnie od 200 do 800 zł. Ostateczna kwota zależy w dużej mierze od technologii zastosowanej przez producenta, ale także i skali ewentualnych uszkodzeń. Nowe wtryskiwacze dedykowane do współczesnych silników kosztują z kolei od 650 do nawet 4000 zł za sztukę. Do powyższych sum należy doliczyć też koszt montażu i demontażu wtryskiwaczy. Orientacyjnie to oznacza jakieś 100 zł za sztukę.
Oczywiście na samych wtryskiwaczach naprawy common rail się nie kończą. Bo równie dobrze może dojść do uszkodzenia pompy wysokiego ciśnienia czy wspólnej szyny. Nowa listwa wtryskowa często kosztuje mniej niż 1000 zł. Dużo większy problem dotyczy pompy ciśnienia paliwa. Nowa zostanie wyceniona na kwotę wynoszącą od 1500 do nawet 5000 zł. Regeneracja w zależności od stopnia uszkodzenia kosztuje na ogół od 1000 do nawet 2500 zł. Do powyższych sum nadal trzeba doliczyć koszt robocizny. To oznacza dodatkowe kilkaset złotych.
Eksperci Q Service Castrol to zespół doświadczonych fachowców: dziennikarzy motoryzacyjnych, inżynierów i mechaników. Razem opisują współczesną i sentymentalną motoryzację, odkrywają dla Was tajemnice techniki, budowy pojazdów, ich serwisowania i pielęgnacji.
Przygotowane przezEksperci Q Service Castrol
