Układ wtryskowy Common Rail jest dziś standardem właściwie we wszystkich nowoczesnych silnikach wysokoprężnych. Niestety, jak pokazuje praktyka, tego typu elementy nie są wieczne i po pewnym przebiegu wymagają regeneracji lub wymiany. Jak działa szyna wysokociśnieniowa, w jaki sposób objawia się jej zużycie i jak można poradzić sobie z problemem?

Common Rail – nowy rozdział diesli

Od czasu, kiedy Rudolf Diesel skonstruował swój pierwszy silnik, jednostki o zapłonie samoczynnym przeszły znaczącą ewolucję. Największe zmiany widoczne są w układzie wtryskowym silnika. Stosowany obecnie układ Common Rail pozwala na uzyskanie bardzo wysokiej mocy i momentu obrotowego przy jednoczesnej poprawie kultury pracy i zmniejszeniu zużycia paliwa, a co za tym idzie – ograniczeniu emisji substancji szkodliwych.

Szyna wysokociśnieniowa pierwszy raz została zastosowana w 1997 roku, przez koncern Fiata. Dziś tego typu rozwiązanie, choć pod różnymi postaciami, można spotkać w portfolio właściwie każdego producenta, który ma w swojej ofercie samochody z silnikami wysokoprężnymi. Przełamał się nawet Volkswagen, którego przedstawiciele początkowo twierdzili, że tego typu układ wtryskowy nie ma racji bytu w jednostkach o mniejszej pojemności. Cóż, finalnie nieśmiertelne pompowtryskiwacze i tak ustąpiły miejsca szynie.

Common Rail – budowa

W obiegowej opinii współczesne silniki wysokoprężne uchodzą za wyjątkowo skomplikowane. Rzeczywiście, trudno odmówić im wysokiego stopnia zaawansowania technologicznego, jednak sam układ Common Rail jest niezwykle prosty, zarówno pod względem konstrukcyjnym, jak i zasady działania.

Pierwszym elementem, który inicjuje sekwencję wtrysku paliwa, jest pompa umieszczona w zbiorniku. Element ten podaje olej napędowy do pompy wysokociśnieniowej. Paliwo pod bardzo wysokim ciśnieniem transportowane jest do tzw. wspólnej szyny (Common Rail). Stąd olej napędowy trafia do wtryskiwaczy. Ich pracą zarządza sterownik silnika i w praktyce właśnie te elementy są najbardziej skomplikowaną (i najbardziej podatną na awarie) częścią składową całego układu.

W starszych generacjach Common Rail stosowane były wtryskiwacze elektromagnetyczne, które doskonale radziły sobie z ciśnieniem wtrysku na poziomie 1300 barów. Wraz z kolejnymi generacjami układu wartość ta wzrastała, konieczne było zatem zastosowanie wtryskiwaczy, które poradzą sobie z ogromną ilością podawanych dawek paliwa. Producenci postawili na wtryskiwacze piezoelektryczne, które są w stanie obsłużyć ciśnienie wtrysku dochodzące do 2000 barów.

Common Rail – zasada działania wtryskiwaczy

We wtryskiwaczach elektromagnetycznych stosowany jest rdzeń z dwoma tłoczkami. Jeden z nich, umieszczony w górnej części, charakteryzuje się większą średnicą od dolnego. Za nimi umieszczone są komory paliwa, w których wytwarzane jest ciśnienie równe wartości ciśnienia występującego we wspólnej szynie. Jak wspomnieliśmy wcześniej, dolny tłoczek ma mniejszą średnicę od górnego, co skutkuje wytworzeniem mniejszej siły nacisku. Rdzeń jest zatem „wyciskany” ku końcówce wtrysku, dzięki czemu element ten zostaje zamknięty (przy pomocy specjalnej iglicy). W fazie wtrysku do akcji wkracza elektromagnes, który zamyka górną komorę paliwa. W ten sposób dochodzi do wzrostu ciśnienia w dolnej części wtryskiwacza, co skutkuje uniesieniem głowicy i otwarciem końcówki.