20 år med Common Rail for Diesel II: Alfa Romeo var den første
Fortsettelse: Designers vanskelige vei for å implementere ny teknologi.
De er ryggraden i alt Fiat og Bosch
Rett etter at Fiat introduserte den direkte injeksjonen Croma i 1986, ble et lignende system introdusert av Rover, som opprettet det i samarbeid med britiske spesialister fra Perkins. Den vil bli brukt senere for Honda -modeller. Det var først i 1988 at VW -gruppen hadde den første dieselmotoren med direkte injeksjon, som også brukte en distribusjonspumpe fra Bosch. Ja, det er VW som spiller rollen som masseinjektor for direkte injeksjon i dieselbiler. VW er imidlertid så lidenskapelig opptatt av sine TDI -motorer at den går glipp av revolusjonen på slutten av 20 -tallet. Så tilbake til begynnelsen av historien for å møte ingeniørene på Fiat og Bosch igjen. Denne gangen handler det ikke om samarbeid.
De nevnte Centro Ricerce Fiat og Magnetti Marelli klarte likevel å bygge et funksjonelt system der trykkgenereringsprosessen er skilt fra hverandre. Dette unngår trykkfall og oppnår maksimalt trykk ved høye hastigheter. For å gjøre dette fyller en rotasjonspumpe en tykkvegget drivstoffskinne av stål. Direkte injeksjon utføres ved hjelp av solenoidstyrte injektorer. De første prototypene ble laget i 1991, og tre år senere ble teknologien solgt til Bosch, som videreutviklet den. Systemet, utviklet på denne måten av Fiat og foredlet av Bosch, dukket opp i 1997 i Alfa Romeo 156 2.4 JTD og Mercedes-Benz E220 d. Samtidig overstiger det maksimale innsprøytningstrykket på 1360 bar fortsatt ikke trykket til noen av de tidligere systemene (brukt av Opel Vectra og Audi A6 2.5 TDI fra 1996 og BMW 320d fra 1998, VP 44-pumpen for direkte injeksjon oppnår et trykk i området 1500 - 1750 bar), men prosesskontroll og effektivitet er på et mye høyere nivå.
Dens største fordel er at den holder et konstant høyt skinnetrykk, noe som tillater presis kontroll av innsprøytningen, som igjen nå kan leveres i partier – noe som er svært viktig for blandingen i en dieselmotor. Dermed er trykket uavhengig av hastighet, kvaliteten på forbrenningsprosessen er betydelig forbedret, noe som gjør at drivstofforbruk og utslipp reduseres. Med utviklingen av systemet vil elektromagnetiske injektorer bli erstattet av mer nøyaktige piezo-injektorer, noe som muliggjør bruk av et stort antall kortsiktige injeksjoner og trykk opp til 2500 bar for biler og opptil 3000 bar for lastebiler og busser i det siste generasjoner dieselmotorer.
Arbeidssmerter med Common Rail
Selvfølgelig begynner selv ikke Fiat-ingeniører blindt. Imidlertid har de tilgang til arbeidet til både Vickers, som skapte et lignende mekanisk system for mange år siden, og det sveitsiske føderale institutt for teknologi ETH, og spesielt teamet til Robert Hubert, som på 60-tallet skapte en vellykket prototype av en dieselmotor. med Common Rail-system og elektronisk kontroll. De rudimentære elektroniske enhetene fra disse årene tillot selvfølgelig bare prototyper å jobbe i laboratoriet, men i 1983 patenterte Marko Ganzer fra ETH et "elektronisk styrt batteriladningssystem" for dieselbiler. Faktisk er dette den første lovende utviklingen av et slikt system. Tross alt ligger problemet ikke i ideen, men i implementeringen, og det er ingeniørene til Fiat og Bosch som klarer å takle alle problemene knyttet til høytrykkslekkasjer som ligger i denne teknologien, opprettelsen av tilstrekkelige injektorer og annet. Det er et lite kjent faktum at mens bilprodusenter i Japan henger etter i utviklingen av dieselmotorer, var faktisk det første kjøretøyet som brukte Common Rail-injeksjonssystemet en Hino-lastebil med en J08C-motor og Denso-injeksjonssystem, som er et resultat av arbeidet til teamene til Dr. Shonei Ito og Masahiko fyr. Like interessant er det faktum at ingeniører ved den østtyske IFA på 80-tallet med hell utviklet et lignende system for lastebilene sine.
Dessverre tvang Fiats økonomiske problemer på slutten av 90-tallet ham til å selge sin gyldne kylling til Bosch. Tross alt var det Bosch som utviklet denne teknologien, og i dag er den den ubestridte lederen innen produksjon av disse systemene. Faktisk er det fortsatt få produsenter av dette utstyret – i tillegg til Bosch er disse Denso, Delphi og Siemens. Under panseret og uansett hvilken bil du ser, finner du noe lignende. Kort tid etter at Common Rail-systemet viste sine fordeler fremfor alt annet, ble det introdusert av de franske produsentene PSA. På den tiden hadde produsenter som Mazda og Nissan De allerede introdusert direkte innsprøytning, men uten Common Rail-systemet fortsetter VW å lete etter måter å lage et effektivt system som ikke bruker Common Rail-patenter, og introduserte et mer vanlig injektorsystem for lastebilpumper i 2000. Faktisk, i 2009 ga VW heller ikke opp og erstattet den ikke med en common rail.
Lastebilprodusenter introduserte det senere – for bare noen år siden var motorene deres også utstyrt med en pumpe-injektor eller såkalt pump-pipe-injector med separate pumpeelementer og et veldig kort høytrykksrør. På Tokyo-messen viste Quon en annen interessant løsning – pumpe-injektorteknologi, som imidlertid drives av en felles tynnvegget skinne med lavere trykk. Sistnevnte spiller rollen som en mellombalanserende node.
I tillegg til alt det ovennevnte er Common Rail-systemet fundamentalt forskjellig fra preinjeksjonssystemene ved at det er basert på den kinetiske energien som genereres av pumpen for presis drivstoffinjeksjon. Dette eliminerer behovet for et så høyt kompresjonsforhold, så vel som et høyt turbulensnivå, som er å foretrekke for dieselmotorer med forkammer og som genereres intensivt i dieselmotorer med hvirvelkammer. Common Rail-systemet, sammen med utviklingen av elektronisk styringsteknologi og turboladere, skapte forutsetningene for dieselrevolusjonen, og uten den ville bensinmotorer i dag ikke ha noen sjanse. Forresten, sistnevnte fikk også et lignende fyllesystem, bare på en mindre ordre. Men det er en annen historie.
Ja, Common Rail-systemet er kostbart og komplekst, men det er foreløpig ikke noe alternativ til diesler. Produsenter har også klart å lage billigere, lavere trykkalternativer for billige kjøretøy som India, hvor diesel respekteres. Etter de siste skandalene ble diesel beskyldt for alle jordiske feil, men som nylige tester av APP viser, er rengjøringen ganske mulig. Uansett, interessante tider ligger foran oss.
Tekst: Georgy Kolev
