Common Rail – co to jest?

Wielu kierowców nadal z łezką w oku wspomina stare silniki wysokoprężne, których charakterystyczny głośny klekot „pieścił” uszy przechodniów i innych użytkowników dróg. Dziś silniki Diesla pracują zupełnie inaczej, zarówno pod względem osiągów, jak i kultury pracy. Mniej wprawni mają nawet problem z rozróżnieniem takiej jednostki i wyłowieniu jej w gąszczu silników benzynowych. To wszystko przez postęp, między innymi w technologii wtrysku paliwa z systemem Common Rail na czele.

Jeszcze kilka lat temu nikt nawet nie myślał, aby silnik wysokoprężny zamontować w topowej limuzynie lub aucie sportowym. Silniki Diesla były oszczędne i… na tym kończyły się ich zalety. Niestety kosztem tej oszczędności była kiepska kultura pracy (słynny klekot), słabe osiągi oraz niski prestiż na deser.

Dziś jest pod tym względem zupełnie inaczej. Silniki te praktycznie nie odstają od jednostek benzynowych pod względem kultury pracy. Z kolei wysoki moment obrotowy potrafi zapewnić im rewelacyjne osiągi. O prestiż również nie musimy się martwić, czego dowodem mogą być silniki wysokoprężne od lat dostępne w ofercie topowych limuzyn np. Mercedes Klasa S (również w wersji przedłużonej), BMW Serii 7 czy Audi A8.

Krótka historia Common Rail

W wolnym tłumaczeniu określenie Common Rail oznacza „wspólna szyna”. Układ został po raz pierwszy zaprojektowany i wprowadzony do samochodów osobowych w 1997 roku przez koncern FIAT. Pierwsze modele, które otrzymały nowe rozwiązanie wyjeżdżały z fabryki Alfa Romeo, a pod maską miały silniki wysokoprężne JTD spełniające normę EURO 3. Niedługo potem udoskonalone silniki JTD oraz MultiJet trafiły pod maski Fiatów. Co ciekawe, w tym samym czasie nad własnym rozwiązaniem pracował koncern Volkswagena. Mimo stworzenia słynnych już pompowtryskiwaczy, obecnie w większości silników Diesla produkowanych przez niemieckiego giganta znajdziemy technologię opartą na Common Rail.

Jak działa Common Rail?

Czemu starsze silniki Diesla wyraźnie klekoczą, a nowe, wyposażone w szynę Common Rail już nie? Otóż w silnikach wysokoprężnych bez szyny Common Rail, paliwo dostarczane jest do cylindrów tylko w określonych momentach. To prędkość obrotowa wału korbowego definiuje ciśnienie wytwarzane przez pompę rozdzielaczową bądź sekcyjną. Mówiąc prościej – im wyższe obroty, tym większa dawka paliwa. Niestety takie rozwiązanie niesie ze sobą sporo niedoskonałości. Przykładowo nie da się utrzymać stałego ciśnienia paliwa np. podczas dynamicznej jazdy. Nie ma również możliwości sterowania kątem wyprzedzenia wtrysku paliwa, przez co ciśnienie w komorze spalania narasta gwałtownie i właśnie w takich chwilach pojawia się znany wszystkim, charakterystyczny klekot.

W silnikach wyposażonych w system Common Rail, wtrysk nie jest uzależniony od obrotów wału korbowego. Paliwo jest tłoczone przez pompę wysokociśnieniową transportującą paliwo do specjalnego akumulatora zasilającego w postaci listwy umieszczonej nad głowicą silnika wzdłuż cylindrów. Ciśnienie w listwie przypominającej rurę utrzymywane jest na poziomie nawet 1600-1800 bar. Jeśli przekroczy tę wartość, nadmiar „zrzucany” jest do zbiornika. Za otwieranie i zamykanie wtryskiwacza odpowiada sterownik elektroniczny, który dodatkowo dzieli cały proces na trzy fazy. W pierwszej następuje tak zwany wtrysk pilotujący, który trafia do cylindra tuż przed osiągnięciem przez tłok swojego maksymalnego położenia. Druga faza to już właściwy wtrysk, trzecia zaś to tak zwany „powtrysk”. Co ciekawe, specjalnie zestrojone elektro-wtryskiwacze umożliwiają wykonanie nawet 8 faz wtrysków paliwa podczas jednego cyklu pracy. Wszystko to sprawia, że praca silnika jest płynna, elastyczna i przede wszystkim, zminimalizowany zostaje specyficzny dźwięk.

Niestety z wieloma zaletami wiąże się również pewien koszt – dosłownie i w przenośni. Silnik Diesla z Common Rail jest droższy w eksploatacji, zaś zaniedbania i wynikające z tego awarie – kosztowne do usunięcia.