System Common Rail - Jak działa i jak jest zbudowany

System Common Rail to technologia wtrysku paliwa, stosowana w silnikach spalinowych. Składa się ona z kilku elementów, w tym zbiornika paliwa, pompy paliwowej, magistrali Common Rail oraz wtryskiwaczy. W tym systemie paliwo jest dostarczane do magistrali Common Rail, gdzie jest przechowywane pod ciśnieniem. Następnie, elektroniczne sterowanie pozwala na dokładne dawkowanie paliwa do każdego wtryskiwacza, który wstrzykuje odpowiednią ilość paliwa do komory spalania w cylindrze silnika. Dzięki temu systemowi, wtryskiwacze działają z większą precyzją i szybkością, co pozwala na lepszą wydajność i niższe emisje. System Common Rail jest skomplikowany, ale jednocześnie niezwykle precyzyjny, co przekłada się na jego wysoką skuteczność i popularność wśród producentów samochodów. Dzięki temu systemowi, możliwe jest osiągnięcie wysokich parametrów silnika, przy jednoczesnym zmniejszeniu emisji spalin oraz zużycia paliwa.

Budowa systemu common rail z uwzględnieniem wszystkich elementów 

Coraz większa dbałość o ekologię i ergonomię sprawiła, że dziś na liniach produkcyjnych fabryk samochodów na całym świecie króluje niepodzielnie układ zasilania typu common rail. Odszedł on od standardowej koncepcji zasilania silnika, gdzie paliwo transportowane było pod ciśnieniem z pompy do wtrysków (taka zasada wykorzystywana jest również w pompowtryskiwaczach, mimo że drogę do pokonania mają dużo mniejszą, bo pompka zainstalowana jest już w jego budowie), a wprowadził zbiornik wysokiego ciśnienia, od którego nazwę wzięła cała instalacja.

SYSTEM COMMON RAIL

Budowa urządzenia jest na tyle precyzyjna, że producenci (np. Bosch) nie opracowali jeszcze technologi odtwórczej dla tego podzespołu. Niemniej jest to jedynie ostatnia generacja Common Rail, a wszystkie pozostałe, poddają się regeneracji z doskonałym skutkiem, a po jej przejściu odzyskują 100% sprawności.

Prócz trzech wymienionych – wspólnej szyny, wtryskiwaczy i pompy wysokiego ciśnienia - w skład systemu common rail wchodzi jeszcze sterownik ECU oraz pompa niskiego ciśnienia, zwana pompą pomocniczą. Sterownik ECU to akronim z języka angielskiego oznaczający Electronic Control Unit, czyli elektroniczna jednostka sterująca. Odpowiada ona za interpretację naicśnięcia pedału gazu, parametrów silnika i odpowiedni dobór dawki wtrsyku paliwa, bazując na wymienionych czynnikach pracy silnika. Również ECU odpowiada za informacje, jakie uzyskamy po diagnotyce komputerowej naszego silnika, czyli po tak zwanym "podpięciu pod komputer". Z kolei pompa pomocnicza to niewielka elektryczna pompka znajdująca się w zbiorniku paliwa, zazwyczaj ukryta pod powierzchnią oleju napędowego. Jest ona na tyle niezawodna, że nie regeneruje się jej, a ewentualne problemy rozwiązuje się poprzez jej wymianę. Są one jednak bardzo rzadkie, a wywołać je może brak paliwa, ponieważ pompa ta wykorzystuje tłoczone paliwo, jako chłodziwo i czynnik smarny.

Nie powstał do tej pory lepszy układ zasilania silnika, niż common rail, a najlepszym potwierdzeniem moich słów niech pozostanie fakt, że innych się w samochodach osobych zwyczajnie nie produkuje. Co prawda nieodpowiednia eksploatacja może generować koszty, ale wszystkie zawodne podzespoły poddają się regeneracji, co może pomóc w utrzymaniu pożądanej ergonomii eksploatacji.

Zasada działania pompy wysokiego ciśnienia

Podstawowym pracującym w układzie CR podzespołem jest pompa wysokiego ciśnienia zwana również pompą common rail. Obecnie najczęściej wykorzystywana jest boschowska konstrukcja common rail pumpe numer 4, czyli CP4. Jest to pompa wysokiego ciśnienia, w której kompresja paliwa przekracza nawet 220 MPa. Jest to pompa wielotłoczkowa, co oznacza, że w jej budowie, w cylinderkach rozmieszczonych promieniście na korpusie pompy co 120 stopni pracują tłoczki, a konkretnie w ilości 3 sztuk. Na wałku napędowym pompy zainstalowany jest pierścień krzywkowy, który, poprzez swoją konstrukcję bazującą na mimośrodzie, z określoną częstotliwością, przesuwa się po powierzchni ślizgowej główek tłoczków, wywołując ich pracę, co spręża paliwo. Następnie poprzez zainstalowane na głowiczkach wieńczących pompę przewody wysokiego ciśnienia, paliwo transportowane jest do zbiornika wysokiego ciśnienia, skąd następnie trafia do wtryskiwaczy i do silnika. Współcześnie najnowszym rozwiązaniem są wtryskiwacze piezoelektryczne, w których do kontroli siłownika i zaworu używa się stosów piezoelektrycznych. Jest to o tyle lepsze rozwiązanie, że umożliwia wykonanie większej ilości wtrysków paliwa na jeden cykl pracy tłoka, co w znaczącym stopniu zmniejsza hałas i poprawia kulturę pracy silnika. Niestety, wtryskiwacze takie nie są wolne od wad, a mianowicie jedynym mankamentem, który je dotyka, jest brak możliwości przeprowadzenia regeneracji podzespołu.