Młode diesle - czerwiec 1999

Młode diesle, czerwiec 1999, Moje Auto - dodatek do Rzeczpospolitej; Zbigniew Zwierzchowski

Wprowadzenie na rynek nowych generacji silników diesla spowodowało boom na ten napęd. Udział samochodów osobowych z silnikami wysokoprężnymi wzrósł w ubiegłym roku w Europie Zachodniej z 22 proc. do 25 proc., co odpowiada w przybliżeniu 450 tys. pojazdów. W Niemczech np. sprzedaż aut z takimi silnikami wzrosła o 25 proc., podczas gdy liczba nowo zarejestrowanych aut powiększyła się tylko o 6 proc.

Diesle w aucie osobowym od lat miały zwolenników, ale większości użytkowników samochodów przeszkadzały mankamenty tych jednostek napędowych (drgania, hałas itd.), mimo ich ekonomicznych walorów. Konstruktorzy diesli, a szczególnie producenci paliwowych układów wysokociśnieniowych uzyskali jednak znaczący postęp w swych pracach i oto na rynku pojawiły się silniki wysokoprężne o większej mocy, pracujące ciszej i emitujące mniej spalin.

Common Rail - nowe generacje silników

Z dużym popytem spotkał się nowy układ wtrysku paliwa Common Rail System (CRS), który pozwala bez znacznych modyfikacji samego silnika zastąpić konwencjonalne urządzenia wtryskowe. Przed dwoma laty układ CRS opracowany przez firmę Bosch zastosowany został w seryjnej produkcji, w autach Mercedes klasy S oraz w Alfa Romeo 156. Również firmy BMW, a także koncern PSA (Peugeot-Citroen)
zapoczątkowały stosowanie tego rodzaju układów. CRS stwarzają możliwość dowolnej regulacji ciśnienia wtrysku paliwa. Dzięki temu u różnych producentów samochodów w szybkim tempie powstają kolejne warianty silników z układem CRS.

Wprowadzenie układu Common Rail oznaczało powstanie nowej generacji silników diesla - po raz pierwszy bowiem całkowicie oddzielone zostały funkcje wytwarzania wysokiego ciśnienia paliwa od funkcji jego wtrysku do cylindrów. W przeciwieństwie do dotychczasowych układów, z pompami rzędowymi lub rozdzielaczowymi, w przypadku nowego układu ciśnienie wytwarzane przez pompę powstaje najpierw w kolektorze wysokiego ciśnienia (to jest właśnie common rail), gdzie jest akumulowane, a następnie dawki paliwa i sam jego wtrysk regulowane są przez elektromagnetyczne wtryskiwacze. Układ jest sterowany elektronicznie i w określonych granicach można swobodnie kształtować ciśnienie i dawki paliwa, i wtryskiwać je w ściśle określonej chwili. Wartość ciśnienia paliwa może być niezależna od prędkości obrotowej silnika oraz dawek wtryskiwanego paliwa. Dzięki takiemu precyzyjnemu dawkowaniu można było obniżyć toksyczność spalin, zmniejszyć zużycie paliwa oraz wyciszyć pracę silnika.

Zastosowanie systemu CRS w silniku wysokoprężnym nie powoduje zasadniczej zmiany jego budowy. Miejsce dotychczasowej pompy wtryskowej zajmuje bowiem pompa wysokiego ciśnienia, zaś wtryskiwacze elektromagnetyczne wbudowane zostają do głowicy silnika w miejsce dotychczasowych wtryskiwaczy; przybywa natomiast m.in. widoczny element, a mianowicie wspomniany, niezbyt dużych rozmiarów, kolektor wysokiego ciśnienia.

Klasyczne także udoskonalone

Również konstrukcje klasycznych pomp wtryskowych zostały istotnie udoskonalone. Pod koniec ub.r. rozpoczęto produkcję pompy (oznaczonej symbolem VP 30), która w połączeniu z szybko zamykającymi się zaworami elektromagnetycznymi zapewnia wysokie wartości ciśnienia.

Z kolei nowe generacje pomp tzw. rozdzielaczowych pozwoliły na skonstruowanie silników wysokiej mocy z wtryskiem bezpośrednim do aut osobowych. W ub.r. BMW zaprezentowało silnik tego rodzaju wyposażony w pompę (VP 44), która umożliwia wytworzenie ciśnienia do 1800 bar. Zapotrzebowanie na te pompy wzrosło w ub r. aż czterokrotnie.

Pompa jest sterowana elektronicznie, zapewnia dużą energię rozpylania paliwa, pozwala elastycznie zmieniać ilość tłoczonego paliwa i wyprzedzenie jego wtrysku do komory spalania - co w następstwie umożliwia zmniejszenie zawartości toksycznych związków w spalinach, a także łagodny i stosunkowo cichy przebieg procesu spalania.

Jeszcze w tym roku, jak przewidują producenci, na rynku pojawią się pierwsze układy wtrysku bezpośredniego do silników ośmiocylindrowych. Dzięki temu silnik diesla utorować może sobie drogę do aut wyższej klasy.

O tym, jak duże jest zainteresowanie nowymi dieslami do aut osobowych, może świadczyć także fakt, że w firmie Bosch, która jest głównym producentem takich układów, o 4 tys. wzrosła liczba pracowników w dziale, który zajmuje się rozwojem i produkcją systemów wtrysku paliwa. Czterokrotnie wzrosła liczba projektów rozwojowych w dziedzinie układów wtryskowych.

Na czarną godzinę

Wynalazek Rudolfa Diesla, co widać wyraźnie, przeżywa swą drugą młodość. Oczywiście mowa o jego zastosowaniach w autach osobowych, gdyż w ciężarowych jest od lat czymś bardzo oczywistym. Silnik Diesla (który w 1893 r. opublikował swą pracę o "Teorii i konstrukcji racjonalnego silnika cieplnego") był wykorzystywany początkowo jedynie jako stacjonarne źródło napędu oraz do poruszania statków, ponieważ mógł wówczas pracować tylko z niskimi obrotami (paliwo było wdmuchiwane przez sprężone powietrze). Dopiero pompa wtryskowa, której konstrukcja powstała w roku 1927, stała się elementem pozwalającym na budowę silnika wysokoobrotowego. Od tego czasu niezawodny, długowieczny, gdyż stosunkowo prosty silnik znalazł zastosowanie także w samochodach.

Tylko dostępność i cena benzyny sprawiają, że diesle nie zagroziły jeszcze poważnie silnikom benzynowym. Mają bowiem nad nimi niewątpliwą przewagę - cechuje je najlepsza sprawność i najniższe zużycie paliwa wśród silników spalinowych tzw. wewnętrznego spalania. Diesle nie od dziś są alternatywą dla silników benzynowych; w miarę doskonalenia konstrukcji ich popularność może rosnąć. Są czymś, co mają w odwodzie producenci aut osobowych, silnikiem "na czarną godzinę", gdyby np. pojawiły się kłopoty z benzyną.