O motorech typu Common Rail

Common Rail (dále jen CR) je celosvětově nejrozšířenější systém přímého vysokotlakého vstřikování nafty u vznětových motorů. Vstřiknuté palivo do válce pod vysokým tlakem vytváří lepší směs pro hoření, a tím se docílí vyšší účinnosti motoru, což se u těchto motorů projevuje vyšším výkonem a točivým momentem a také nižší spotřebou paliva.

Oblíbenost roste

Popularita naftových motorů se každým rokem neustále zvyšuje. V Evropě je každý třetí prodaný automobil poháněn dieselovým motorem. Hlavním důvodem je nižší spotřeba paliva (řádově o 30% než u benzínových motorů poskytující stejný výkon), dalším důvodem je hnací síla (při nižších otáčkách vyšší síla) a v neposlední řadě menší emise kysličníku uhelnatého. Ovšem na druhou stranu nafta má i mnoho odpůrců.

Zastaralé dieselové motory nahradily moderní agregáty se systémem Common Rail, nebo systémem TDI od skupiny VW, která ovšem již oznámila, že zastaví vývoj motorů TDI-PD a přejde k systému Common Rail.

Jak systém CR funguje?

Na rozdíl od jiných vstřikovacích systémů, motory typu Common Rail pracují s tlakem paliva vznikajícím nezávisle na jednotlivých vstřicích do válců. Vysokotlaké čerpadlo plní společný (common) akumulační objem (trubku, lištu či dráhu – rail) palivem pod vysokým tlakem, kde zůstává palivo stlačené a je trvale připravené v palivovém potrubí. Z této zásobárny uvolňují jednotlivé elektromagneticky ovládané vstřikovací ventily potřebné množství paliva pro každý válec motoru. Celý proces vstřiku paliva je řízen elektronickou řídící jednotkou na základě přesně stanovených hodnot podle zatížení motoru. Systém Common Rail je zjednodušeně řečeno podobný systému vícebodového vstřikování paliva u zážehových motorů, kde se ovšem jsou menší tlaky.

Systém CR je v řadě případů doplněn o turbodmychadlo s variabilní geometrií lopatek, používá se i turbodmychadlo s pevnými lopatkami.

Minulost, současnost a budoucnost

První generace systému CR pracuje na principu hlavního vstřiku paliva pod vysokým tlakem, který dosahuje 140 až 160 MPa. Hlavnímu vstřiku předchází předstřik zanedbatelného množství paliva, které pohřeje spalovací prostor a umožňuje dosáhnout nižší spotřeby paliva.

Druhá generace pracuje na stejném principu, avšak s vyššími vstřikovacími tlaky – 180 až 200 MPa. Navíc druhá generace používá ještě třetí fázi, tzv. „dovstřik“, která stanovuje konečné množství vstříknutého paliva pro jeden spalovací cyklus ve válci.

Třetí generace systému s Piezo-Inline inovativní technikou a tlakem v systému 1600 až 2000 barů se používá v současné době. Zvýšení tlaku spolu s elektromagneticky ovládanými vstřikovači umožňují jemněji rozprášit palivo ve spalovacím prostoru, čím se zlepšuje jeho spalování. Třetí generace přináší nižší emise výfukových plynů a vyšší výkon při nižší spotřebě.

Chystaná čtvrtá generace systému CR firmy Bosch se v motorech objeví pravděpodobně kolem roku 2008, kde by měl být poprvé aplikován hydraulicky zesilující vstřikovač paliva – nafty. Tento vstřikovač pracuje s převodovým pístem, který zesiluje systémový tlak panující v liště a umožňuje dosáhnout vstřikovacích tlaků až do 2500 barů. Tato technika u osobních vozů otevírá možnost pracovat v samotném řídícím systému se zjevně nižším tlakem, který je snadněji ovladatelný, a požadovaný maximální tlak vytvářet teprve až ve vstřikovači. Přičemž požadovaný konstrukční prostor u vstřikovače odpovídá velikosti vstřikovače druhé generace. Tato inovace by měla přinést především šetrnější postup spalování s méně patrnými teplotními špičkami a příslušně redukovanou tvorbou kysličníku dusíku. K zlepšení dochází také u přípravy směsi, čímž se redukuje vznik částic. Čtvrtá generace CR umožňuje vícenásobný vstřik, a tím je možné řídit regeneraci filtrů částic.

Jak správně jezdit s motory Common Rail ?

Dálničních 160 km/hod okem technika

Další dobrou radou je nevypínat motor ihned po dlouhé jízdě v rozmezí vyšších otáček (dálnice), čímž zabráníme zničení turbodmychadla. Motor je dobré před vypnutím ochladit pomalejší jízdou při nižších otáčkách, nebo alespoň ho nechat chvíli pracovat ve volnoběžných otáčkách. Toto doporučení platí zejména pro vysoké venkovní teploty. Dále odborníci doporučují tankovat naftu pouze u značkových čerpacích stanic, jelikož nekvalitní nafta může motor poškodit.

Ach ty zkratky …

Motory typu CR najdeme napříč celého spektra automobilové trhu. Ford motory se systémem CR označuje TDCi, Peugeot a Citroen HDI, Mazda používá označení MZR-CD, Opel – CDTI, Fiat – JTD, Mercedes – CDI, Renault – dCi, Hyundai – CRDi atd.