20 år av Common Rail för Diesel II: Alfa Romeo var den första
Fortsättning: Designers svåra väg att implementera ny teknik.
De är ryggraden i allt Fiat och Bosch
Strax efter att Fiat introducerade den direkta injektionen Croma 1986 introducerades ett liknande system av Rover, som skapade det i samarbete med brittiska specialister från Perkins. Det kommer att användas senare för Honda -modeller. Det var inte förrän 1988 som VW -gruppen hade den första direktinsprutade dieselmotorn, som också använde en Bosch -distributionspump. Ja, det är VW som spelar rollen som massinjektor för direktinsprutning i dieselbilar. VW är dock så passionerad om sina TDI -motorer att den går miste om revolutionen i slutet av 20 -talet. Så, tillbaka till början av historien, för att träffa ingenjörerna på Fiat och Bosch igen. Den här gången handlar det inte om samarbete.
De tidigare nämnda Centro Ricerce Fiat och Magnetti Marelli lyckades fortfarande bygga ett funktionellt system där tryckgenereringsprocessen är separerad från varandra. Detta undviker tryckfall och uppnår maximalt tryck vid höga hastigheter. För att göra detta fyller en roterande pump en tjockväggig stålbränsleskena. Direktinsprutning utförs med hjälp av solenoidstyrda injektorer. De första prototyperna skapades 1991 och tre år senare såldes tekniken till Bosch som vidareutvecklade den. Systemet, utvecklat på detta sätt av Fiat och förfinat av Bosch, dök upp 1997 i Alfa Romeo 156 2.4 JTD och Mercedes-Benz E220 d. Samtidigt överstiger det maximala insprutningstrycket på 1360 bar fortfarande inte trycket från några av de tidigare systemen (används av Opel Vectra och Audi A6 2.5 TDI från 1996 och BMW 320d från 1998, VP 44-pumpen för direktinsprutning uppnår ett tryck i intervallet 1500 - 1750 bar), men processkontroll och effektivitet är på en mycket högre nivå.
Dess största fördel är att den håller ett konstant högt rälstryck, vilket möjliggör exakt styrning av insprutningen, som i sin tur nu kan levereras i omgångar – vilket är mycket viktigt för blandningen i en dieselmotor. Därmed är trycket oberoende av hastighet, kvaliteten på förbränningsprocessen förbättras avsevärt, vilket gör att bränsleförbrukningen och utsläppen minskar. Med utvecklingen av systemet kommer elektromagnetiska injektorer att ersättas av mer exakta piezo-injektorer, vilket möjliggör användning av ett stort antal korttidsinsprutningar och tryck upp till 2500 bar för bilar och upp till 3000 bar för lastbilar och bussar i den senaste generationer av dieselmotorer.
Arbetsvärk med Common Rail
Naturligtvis börjar inte även Fiat-ingenjörer blint. De har dock tillgång till arbetet hos både Vickers, som skapade ett liknande mekaniskt system för många år sedan, och Schweiziska federala tekniska institutet ETH, och i synnerhet Robert Huberts team, som skapade en framgångsrik dieselprototyp på 60-talet. med Common Rail-system och elektronisk styrning. Naturligtvis tillät de årets rudimentära elektroniska enheter endast prototyper att arbeta i laboratoriet, men 1983 patenterade Marco Ganzer från ETH ett "elektroniskt styrt batteriladdningssystem" för dieselfordon. I själva verket är detta den första lovande utvecklingen av ett sådant system. När allt kommer omkring ligger problemet inte i idén, utan i dess genomförande, och det är ingenjörerna från Fiat och Bosch som lyckas hantera alla problem som är förknippade med de högtrycksläckage som ligger i denna teknik, skapandet av adekvata injektorer och andra. Det är lite känt faktum att även om biltillverkare i Japan släpar efter i utvecklingen av dieselmotorer, var det första fordonet som använde Common Rail-injektionen faktiskt en Hino-lastbil med en J08C-motor och Denso-injektionssystem, vilket är resultatet av arbetet från Dr Shonei Ito och Masahiko fyrar. Lika intressant är det faktum att ingenjörer på östtyska IFA på 80-talet framgångsrikt utvecklat ett liknande system för sina lastbilar.
Tyvärr tvingade Fiats ekonomiska problem i slutet av 90-talet honom att sälja sin gyllene kyckling till Bosch. Det var trots allt Bosch som utvecklade denna teknik, och idag är det den obestridda ledaren inom produktionen av dessa system. Faktum är att det fortfarande finns få tillverkare av denna utrustning – förutom Bosch är dessa Denso, Delphi och Siemens. Under huven och i vilken bil du än letar hittar du något liknande. Kort efter att Common Rail-systemet visat sina fördelar framför allt annat, introducerades det av de franska tillverkarna PSA. Vid den tiden hade tillverkare som Mazda och Nissan De redan infört direktinsprutning, men utan Common Rail-systemet fortsätter VW att leta efter sätt att skapa ett effektivt system som inte använder Common Rail-patent, och introducerade ett vanligare injektorsystem för lastbilspumpar år 2000. År 2009 gav VW inte heller upp och ersatte den inte med en common rail.
Lastbilstillverkarna introducerade det senare – för bara några år sedan var deras motorer även utrustade med en pump-injektor eller så kallad pump-pipe-injector med separata pumpelement och ett mycket kort högtrycksrör. På Tokyo-mässan visade Quon en annan intressant lösning – pump-injector-teknologi, som dock drivs av en gemensam tunnväggig skena med lägre tryck. Den senare spelar rollen som en mellanbalanserande nod.
Förutom allt ovanstående skiljer sig Common Rail-systemet i grunden från förinsprutningssystemen genom att det är baserat på den kinetiska energi som genereras av pumpen för exakt bränsleinsprutning. Detta eliminerar behovet av ett så högt kompressionsförhållande såväl som en hög turbulensnivå, vilket är att föredra för dieselmotorer med förkammare och som genereras intensivt i dieselmotorer med virvelkammare. Common Rail-systemet, tillsammans med utvecklingen av elektronisk styrteknik och turboladdare, skapade förutsättningarna för dieselrevolutionen, och utan den skulle bensinmotorer inte ha någon chans idag. Förresten fick den senare också ett liknande påfyllningssystem, bara på en mindre beställning. Men det är en annan historia.
Ja, Common Rail-systemet är dyrt och komplext, men det finns för närvarande inget alternativ till dieslar. Tillverkare har också lyckats skapa billigare, lägre tryckalternativ för billiga fordon som Indien, där diesel respekteras. Efter de senaste skandalerna anklagades diesel för alla jordiska fel, men som nyligen gjorda tester av APP visar är rengöringen helt möjlig. I alla fall väntar intressanta tider.
Text: Georgy Kolev
