Wtryski

1. Rodzaje wtryskiwaczy

Czym są i czym się charakteryzują, jak wyglądają i jak pracują wtryskiwacze paliwa Bosch, czyli wtryski układu zasilania silnika samozapłonowego? Często o silniku mówi się jako o sercu samochodu, jednak jeśli przyjrzymy się sprawie bliżej, serce, najważniejszy mięsień w ciele człowieka jedynie pompuje krew, natomiast w silniku zachodzą procesy chemiczne i fizyczne, które mają dać mu energię, więc nie bardzo nadaje się do utożsamiania z tym właśnie organem. Na miano serca dużo bardziej zasługuje w przypadku wysokoprężnego silnika Diesel’a układ zasilania silnika, czyli potocznie wtryski. Całe lata historii motoryzacji już za nami, w końcu niemiecki silnik towarzyszy nam już od 1897 roku, w którym to został zaprezentowany na wystawie wynalazków w Paryżu, skąd, razem z główną nagrodą, trafił bezpośrednio do Warszawy, rzućmy więc okiem, jak na przestrzeni czasu zmieniała się budowa wtryskiwaczy, ich technologia i rozwiązania wykorzystywane przy budowie prawdziwego serca samochodu zasilanego olejem napędowym.

Test wtryskiwacza na maszynie EPS 200

Olej arachidowy i pneumatyczny układ wtrysków, bazujący na ogromnej sprężarce, to na szczęście już historia. Już 13 lat po zaprezentowaniu wynalazku w jego budowie zostaje wprowadzona, innowacyjna wtedy, technologia hydraulicznego, zamiast pneumatycznego, wtrysku paliwa. Zmiana ta powoduje wzrost ciśnienia pracy możliwego do uzyskania z około 60 atmosfer (uzyskiwanego przy użyciu wielostopniowej sprężarki) do 200 atmosfer, za wytwarzanie, których, odpowiedzialna była pompa sekcyjna. Warto wspomnieć, że pierwszy silnik Diesel’a zamontowany w samochodzie przypadł w udziale pojazdowi ciężarowemu ze stajni MAN, a był to model jednocylindrowy o niebagatelnej pojemności 20 litrów i mocy około 15 kW. Po wprowadzeniu zasilania pompą sekcyjną znacząco spadły rozmiary silnika i już w 1923 roku zaczęły powstawać pierwsze ciągniki, a w 1936 pierwsze pojazdy osobowe, napędzane silnikiem o zapłonie samoczynnym.

2. Co jest lepsze dla silnika Diesla?

Jak jest, powszechnie wiadomo, za zapłon mieszanki paliwowej w silniku Diesel’a odpowiada temperatura, która powstaje podczas sprężania się powietrza, w czasie ruchu tłoka z górnej martwej pozycji w dół. Możliwość tę daje budowa pompowtryskiwacza Bosch, zapewniając odpowiednie rozpylenie paliwa w komorze spalania, przez wtryskiwacze paliwa, które dbają o odpowiednią powierzchnię styku paliwo powietrze. Początkowo, wysokie ciśnienie wytwarzane było dużo wcześniej, niż we współczesnych podzespołach i towarzyszyło olejowi napędowemu już w kanałach doprowadzających do wtryskiwaczy, zwanych przewodami wysokiego ciśnienia. Rozwiązanie nie było najbardziej ergonomicznym z możliwych, ba, nie było nawet szczególnie wydajne, dopiero zmiana układu pompy zasilania na rzędową, najpierw, a następnie na rotacyjną, zwiększyła efektywność pracy. Straty można było wyznaczyć praktycznie na każdym odcinku zasilania silnika, potrzebna była, wobec wymagań rynku, zmiana strategii. I tu pojawiają się (’97,’98) dwa superinnowacyjne rozwiązania idące w dwu absolutnie różnych kierunkach rozwoju, diametralnie różniące się w budowie. W jednym wypadku mamy FIATa, który do swojej Alfy Romeo wprowadza układ zasilania zwany common rail, który osiąga do 1300 barów, podaje na wtryski paliwo ze wspólnego zbiornika, gdzie zachowuje dzięki pracy pompy stałe ciśnienie, i jest wyjątkowo zawodny, objawy niewydolności wtryskiwaczy pojawiały się w nieakcpetowalnie krótkim czasie, a w drugim Volkswagena, który udoskonala tradycyjne wtryski, rezygnując jednak z pełnych sekcji pomp, wykorzystując indywidualne filigranowe pompki, projektuje urządzenie będące połączeniem 3 innych – to znaczy pompy, wtryskiwacza i zaworu elektromagnetycznego (albo piezoelektrycznego) nazwane późniejpompowtryskami . Układ trwały, skuteczny, osiągający od samego początku świetne wyniki, przegrał wojnę o Diesel’a ze swoim włoskim konkurentem, common rail.

Proces demontażu wtrysku

Dlaczego przestano produkować popmpowtryski?

Czy nie wytrzymał próby czasu? Czy osiągi miał porównywalnie słabsze? Czy był bardziej zawodny? Czy był droższy? Co sprawiło, że odeszliśmy od pompowtrysków na rzecz dużo słabszego (podówczas, dziś już o podobnych osiągach) common raila? Odpowiedź na wszystkie pytania brzmi „NIE”. Pompowtryski były wydajniejsze, tańsze i trwalsze, mało tego, common rail dopiero od niedawna, dzięki wykorzystaniu współczesnych rozwiązań dogania młodszego kolegę. Tym, co wyeliminowało pompowtryski , z gry o tron króla Diesel’a, była polityka. Normy, które musiały spełnić, przy zachowaniu konkurencyjnych osiągów, w emisji trujących tlenków azotu okazały się barierą nie do przejścia, ani ominięcia, szczególnie w przypadku prób zdobywania rynku za granicą (norma Euro 5 dopuszcza około 180 mg NOx na każdy przejechany kilometr, ta sama normalizacja w Kaliforni nosi wartość 42 mg/km). Stosowanie więc pompowtrysków w produkcji dziś nie ma już miejsca, a w samozapłonowych silnikach niepodzielnie króluje „wspólna szyna”.