Bezpośredni wtrysk paliwa - zasilanie w dieslach

Idea wtrysku paliwa common rail (w tłumaczeniu: wspólna szyna) nie jest nowa. Podobny co do idei układ pracuje… w silnikach benzynowych. Serce systemu to szyna paliwowa (1) (stosowano też kuliste zbiorniki), do której tłoczone jest paliwo pod wysokim ciśnieniem – obecnie do 2500 barów („pilnuje” tego czujnik ciśnienia (2). Uzyskanie takiego ciśnienia nie byłoby możliwe bez odpowiedniej pompy paliwa (3), wysokociśnieniowa jest wspomagana niskociśnieniową – elektryczną lub mechaniczną. Dalej paliwo stosunkowo krótkimi przewodami (4) jest dostarczane do wtryskiwaczy (5).

Najbardziej czułe elementy układu to wtryskiwacze oraz pompa paliwa. W wielu modelach samochodów (od 3-litrowego BMW po Renault i Dacię 1.5 dCi) pompa okazuje się mało trwała, a zużywając się, „wydziela” opiłki, które potrafią uszkodzić wtryskiwacze oraz zanieczyścić cały układ paliwowy – nie zostaną wyłapane przez filtr paliwa, bo przecież powstają już za nim. W takim przypadku koszty mogą sięgnąć… 20 tys. zł! Trzeba również liczyć się ze zużyciem wtryskiwaczy – pomijając te o skandalicznie niskiej trwałości (znana wpadka Mercedesa czy najstarsze wersje 1.5 dCi), zazwyczaj wtryski wytrzymują około 200-300 tys. km. Często można je dość skutecznie regenerować.

Wtrysk CR pojawił się w 1997 r. w Alfie Romeo 156. Szybko trafił też do Mercedesów, BMW, konceru PSA (m.in. model 406) i Renault (na fot. aparatura tej firmy).

Pomysł nie był zły: podwyższenie ciśnienia paliwa i skierowanie go do wtryskiwacza można wykonać bezpośrednio w głowicy, osobno dla każdego cylindra. Praktycznie całkowicie eliminuje to przewody ciśnieniowe (od miejsca wytworzenia ciśnienia do iglicy rozpylacza są jakieś… 3 cm) i upraszcza układ, maksymalne ciśnienie to 2200 barów. Poza tym pompowtryskiwacz kosztuje nieznacznie więcej niż wtryskiwacz, a eliminuje drogą pompę wysokiego ciśnienia – taki układ szczególnie dobrze sprawdza się w trzycylindrówkach. Zachowana jest natomiast niskociśnieniowa pompa. Na minus zaliczyć trzeba duże udarowe obciążenie wałka rozrządu. Za wytworzenie ciśnienia odpowiada tłok (1), napędzany krzywką wałka rozrządu (2). Ważnym elementem jest elektromagnetyczny zawór (3), odpowiedzialny za rozłączenie kanałów wysokiego (pomarańczowy) i niskiego (żółty) ciśnienia paliwa. Z chwilą zamknięcia kanałów rozpoczyna się wtrysk pilotażowy, następnie przebiega zasadniczy, który kończy się, gdy zawór z powrotem otworzy połączenie. Przed demontażem trzeba też spuścić paliwo z głowicy (kanały 4). Pompowtryskiwacz łatwo odróżnić od wtryskiwacza – ma sprężynę odciągającą tłok roboczy i zawór sterujący: w Boschu prostopadły, w Lucasie jest równoległy do wtryskiwacza.

Pompowtryskiwacz ulega zużyciu, ale można poddać go naprawie. Regenerowany kosztuje około 850 zł (Denso Reman do popularnej jednostki 2.0 TDI PD). Wymontowanie pompowtryskiwaczy nie jest szczególnie trudne, ale wymaga przyrządu do demontażu oraz np. do prawidłowego włożenia uszczelnień na pompowtrysku. Przed demontażem trzeba też spuścić paliwo z głowicy. Pompowtryski zadebiutowały w Passacie B5, a „karierę” kończyły w Škodzie.

Za wytwarzanie ciśnienia paliwa odpowiedzialna jest jedna pompa (we wcześniejszych, rzędowych, każdy cylinder miał swoją sekcję tłoczącą) – zależnie od rodzaju to pompy osiowe (VE) lub promieniowe (VP). Pompy mogą pracować z wtryskiem zarówno pośrednim, jak i bezpośrednim. Paliwo pod ciśnieniem (nawet ok. 2000 barów) w rozdzielaczu jest kierowane do konkretnego wtryskiwacza. Ważnym etapem rozwoju było opracowanie przez Boscha pomp, w których dawka wtrysku jest sterowana elektromagnetycznym zaworem wysokiego ciśnienia (1). Do pracy można było w szerokim zakresie zaprząc elektronikę: pompa ma własny sterownik (2) , nadzorowany przez komputer silnika (3). Poza klasycznymi czujnikami (jak przepływomierz powietrza) pobiera on dane z czujnika położenia i prędkości wałka pompy (4). Odmierzone paliwo trafia do wtryskiwaczy (5).

Sporo elementów składowych, ale konstrukcja pompy rozdzielaczowej nie jest zbyt skomplikowana. Pompy takie przez wiele lat spełniały swoje zadanie, ale obecnie pracują już w dość wysłużonych, często tanich pojazdach o relatywnie niedużej wartości. Profesjonalny remont pompy VP30 czy 44 to wydatek (wraz z demontażem) rzędu 2300-3000 zł, często więc użytkownicy rezygnują z tego. Pompy te często mają naprawianą elektronikę, ale taka usterka bywa oznaką zużycia pompy.

Pompę VP znajdziecie w wielu popularnych modelach, np. w Focusie 1.8 TDDi czy Oplu Astrze II.