Pompowtryskiwacze czy Common Rail?

Technologię bezpośredniego wtrysku paliwa z użyciem systemu Common Rail, czy też pompowtryskiwaczy opisywałem już na łamach portalu. Zacznę mimo wszystko od krótkiego wstępu, w którym wyjaśnię tak naprawdę istotę sporu i cel stosowania obu technologii.

Dlaczego zatem producenci dążą do osiągania jak największych wartości ciśnienia wtrysku? Ponieważ większe ciśnienie oznacza w telegraficznym skrócie lepsze spalanie paliwa. Idealne rozpylenie go w komorze spalania wpływa na cały proces.

Dokładne wymieszanie z powietrzem i osiągnięcie jak najbardziej jednolitej w swojej objętości mieszanki paliwowo-powietrznej poprawia parametry procesu spalania. A to z kolei przekłada się na większą moc, mniejsze zużycie paliwa oraz mniejszą emisję szkodliwych substancji w spalinach.

Fiat i Volkswagen wprowadzili swoje technologie mniej więcej w tym samym czasie (1997 i 1998 rok). W wielu miejscach możemy przeczytać, że koncern z Niemiec popełnił błąd inwestując w pompowtryskiwacze. Wprowadzenie przez grupę VAG silników z systemem Common Rail kilka lat temu było jak woda na młyn dla zwolenników tej opinii. Czy pompowtryskiwacze faktycznie są technologicznym niewypałem? Czymś, co za 20 lat będziemy oglądać w muzeum? Z tym akurat zgodzić się nie mogę.

Co do muzeów pewności nie mam. Ale sama technologia pompowtryskiwaczy jest jak najbardziej trafiona. W końcu chodzi o uzyskanie jak największego ciśnienia wtrysku, a w tej kwestii Common Rail wyraźnie przegrywał w początkach stosowania bezpośredniego wtrysku paliwa w silnikach wysokoprężnych. Podczas gdy wtrysk zasobnikowy pierwszej generacji charakteryzował się ciśnieniem wtrysku ok. 1300 barów, to pompowtryskiwacze już "na starcie" oferowały okolice 2000 barów. Różnica spora.

Dopiero kolejne generacje Common Rail charakteryzowały się większymi wartościami ciśnienia. Kulisty zasobnik w drugiej generacji pozwolił na osiągnięcie 1600 barów. Kolejne podniesienie ciśnienia nastąpiło przy okazji zastosowania wtryskiwaczy piezoelektrycznych, a czwarta, przełomowa generacja z hydraulicznym wzmocnieniem ciśnienia wtrysku (HADI) osiąga 2000 barów. Ciśnienie osiągane przez pompowtryskiwacze od samego początku. Można powiedzieć, że właściwie Volkswagen postąpił całkiem mądrze, wprowadzając technologię Common Rail do swoich silników dopiero wtedy, kiedy osiągnęła już swoją dojrzałość.

Wadą pompowtryskiwaczy jest niestety ich układ sterowania uzależniony od wałka rozrządu. Nie jest on w stanie realizować tylu faz wtrysku (w Common Rail może ich być nawet 7) co Common Rail. Tak zwane "przedwtryski" poprawiają kulturę pracy silnika. Ciśnienie w cylindrze nie narasta tak gwałtownie, dzięki czemu hałas jest znacznie mniejszy niż ma to miejsce w przypadku stosowania pompowtryskiwaczy.

Kolejną wadą pompowtryskiwaczy jest ich skomplikowana adaptacja w silniku. Na wałku rozrządu muszą pojawić się dodatkowe krzywki, co zresztą w pierwszych latach produkcji było sporym problemem, jako że pierwsze tego typu wały najzwyczajniej nie wytrzymywały przeciążeń i pękały (siła potrzebna do sterowania pompowtryskiwaczem jest wielokrotnie wyższa niż do otwierania/zamykania zaworów). Głowica również jest bardziej skomplikowana, a przy tym musi być jeszcze wzmocniona.

Układy wtryskowe Common Rail mają bardziej kompaktową budowę. Posiadają mniej elementów mechanicznych, dzięki czemu zmniejszona jest waga silnika, oraz wymiary – głównie wysokość. To z kolei pozwala na odpowiednie ukształtowanie maski dla zwiększenia bezpieczeństwa pieszych w razie potrącenia.

Największą wadą pompowtryskiwaczy, przez którą są wycofywane, jest niestety trudność w spełnieniu wysokich norm czystości spalin. Przez to, że praktycznie niemożliwym jest realizacja "powtrysków", spaliny nie są tak efektywnie oczyszczane przy współpracy z filtrem cząstek stałych jak w silnikach z układem Common Rail, który "powtryskiem" podwyższa temperaturę spalin wspomagając pracę filtra.

Biorąc pod uwagę Common Rail, należy jednak pamiętać, że jest to technologia bardzo zaawansowana technologicznie. Wtryskiwacze wykonywane są z niezwykłą precyzją sięgającą 1 mikrometra, a to czyni jest również wrażliwymi na gorszej jakości olej napędowy, co w przypadku pompowtryskiwaczy nie jest tak istotne.

Co więcej, należy się liczyć z nieco wyższym spalaniem paliwa, które jest mimo wszystko "marnowane" podczas ostatniej fazy "powtrysku". Wysokie zaawansowanie technologiczne wtrysków zasobnikowych potrafi również sprawić problemy mechanikowi podczas naprawy.

Który układ jest zatem lepszy? Pompowtryskiwacze gwarantujące wysokie ciśnienie, a tym samym bardzo dobre parametry silnika w postaci wysokiej mocy oraz momentu obrotowego, czy też bardziej wrażliwy, ale też i kulturalny system Common Rail spalający trochę więcej paliwa przy niższym ciśnieniu wtrysku? Decyzja tak naprawdę zależy od osobistych preferencji użytkownika.