20 jaar Common Rail voor diesels II: Alfa Romeo was de eerste

Vervolg: De moeilijke weg van ontwerpers om nieuwe technologie te implementeren.

Ze vormen de ruggengraat van alles van Fiat en Bosch

Kort nadat Fiat in 1986 de Croma met directe injectie introduceerde, werd een soortgelijk systeem geïntroduceerd door Rover, die het in samenwerking met Britse specialisten uit Perkins creëerde. Het zal later worden gebruikt voor Honda-modellen. Het duurde tot 1988 voordat de VW-groep de eerste dieselmotor met directe injectie had, die ook een Bosch-distributiepomp gebruikte. Ja, het is VW die de rol speelt van massa-injector voor directe injectie in dieselvoertuigen. VW is echter zo gepassioneerd over zijn TDI-motoren dat het de revolutie van de late 20e eeuw mist. Dus terug naar het begin van het verhaal om de ingenieurs van Fiat en Bosch opnieuw te ontmoeten. Deze keer gaat het niet om samenwerking.

Het eerder genoemde Centro Ricerce Fiat en Magnetti Marelli wisten toch een functioneel systeem op te bouwen waarin het drukopwekkingsproces van elkaar gescheiden is. Dit voorkomt drukval en bereikt maximale druk bij hoge snelheden. Hiervoor vult een roterende pomp een dikwandige stalen brandstofrail. Directe injectie wordt uitgevoerd met behulp van solenoïde gestuurde injectoren. De eerste prototypes werden gemaakt in 1991 en drie jaar later werd de technologie verkocht aan Bosch, die deze verder ontwikkelde. Het zo door Fiat ontwikkelde en door Bosch verfijnde systeem verscheen in 1997 in de Alfa Romeo 156 2.4 JTD en Mercedes-Benz E220 d. Tegelijkertijd is de maximale inspuitdruk van 1360 bar nog steeds niet hoger dan de druk van sommige van de vorige systemen (gebruikt door de Opel Vectra en de Audi A6 2.5 TDI uit 1996 en de BMW 320d uit 1998, de VP 44 pomp voor directe injectie bereikt een druk in het bereik van 1500 - 1750 bar), maar procesbeheersing en efficiëntie liggen op een veel hoger niveau.

Het grootste voordeel is dat het een constant hoge raildruk handhaaft, waardoor de injectie nauwkeurig kan worden geregeld, die nu op zijn beurt in batches kan worden toegediend - wat erg belangrijk is voor het mengsel in een dieselmotor. Zo is de druk onafhankelijk van de snelheid, de kwaliteit van het verbrandingsproces wordt aanzienlijk verbeterd, wat betekent dat het brandstofverbruik en de uitstoot worden verminderd. Met de ontwikkeling van het systeem zullen elektromagnetische injectoren worden vervangen door nauwkeurigere piëzo-injectoren, waardoor het gebruik van een groot aantal kortdurende injecties en drukken tot 2500 bar voor auto's en tot 3000 bar voor vrachtwagens en bussen mogelijk wordt. generaties dieselmotoren.

Arbeidsongeschiktheid met Common Rail

Natuurlijk beginnen zelfs Fiat-ingenieurs niet blindelings. Ze hebben echter toegang tot het werk van zowel Vickers, die vele jaren geleden een soortgelijk mechanisch systeem creëerden, als het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie ETH, en in het bijzonder het team van Robert Hubert, die in de jaren 60 een succesvol dieselprototype creëerde. met Common Rail-systeem en elektronische besturing. Natuurlijk lieten de rudimentaire elektronische apparaten van die jaren alleen prototypes in het laboratorium werken, maar in 1983 patenteerde Marco Ganzer van ETH een "elektronisch gestuurd acculaadsysteem" voor dieselvoertuigen. Dit is in feite de eerste veelbelovende ontwikkeling van een dergelijk systeem. Het probleem zit tenslotte niet in het idee, maar in de uitvoering ervan, en het zijn de ingenieurs van Fiat en Bosch die erin slagen om alle problemen op te lossen die verband houden met de hogedruklekken die inherent zijn aan deze technologie, het creëren van geschikte injectoren en andere. Het is een weinig bekend feit dat hoewel autofabrikanten in Japan achterlopen bij de ontwikkeling van dieselmotoren, het eerste voertuig dat het Common Rail-injectiesysteem gebruikte, in feite een Hino-truck was met een J08C-motor en een Denso-injectiesysteem, wat het resultaat is van het werk van de teams van Dr.Shonei Ito en Masahiko Vuurtorens. Even interessant is het feit dat ingenieurs van de Oost-Duitse IFA in de jaren tachtig met succes een soortgelijk systeem voor hun vrachtwagens ontwikkelden.

Helaas dwongen de financiële problemen van Fiat eind jaren 90 hem zijn gouden kip aan Bosch te verkopen. Het was tenslotte Bosch die deze technologie ontwikkelde en vandaag de dag is het de onbetwiste leider in de productie van deze systemen. In feite zijn er nog maar weinig fabrikanten van deze apparatuur - naast Bosch zijn dit Denso, Delphi en Siemens. Onder de motorkap en in welke auto je ook kijkt, je vindt iets soortgelijks. Kort nadat het Common Rail-systeem zijn voordelen ten opzichte van al het andere had bewezen, werd het geïntroduceerd door de Franse fabrikant PSA. Fabrikanten zoals Mazda en Nissan hadden toen al directe injectie geïntroduceerd, maar zonder het Common Rail-systeem blijft VW zoeken naar manieren om een efficiënt systeem te creëren dat geen gebruik maakt van Common Rail-patenten, en introduceerde een meer algemeen injectorsysteem voor vrachtwagenpompen in 2000. Inderdaad, in 2009 gaf VW ook niet op en verving het niet door een common rail.

Vrachtwagenfabrikanten introduceerden het later - nog maar een paar jaar geleden waren hun motoren ook uitgerust met een pomp-injector of zogenaamde pomp-pijp-injector met losse pompelementen en een zeer korte hogedrukslang. Op de show in Tokio toonde Quon nog een andere interessante oplossing: pomp-injectortechnologie, die echter wordt aangedreven door een gewone dunwandige rail met lagere druk. De laatste speelt de rol van een tussenliggend evenwichtsknooppunt.

Naast al het bovenstaande verschilt het Common Rail-systeem fundamenteel van de pre-injectiesystemen doordat het is gebaseerd op de kinetische energie die door de pomp wordt gegenereerd voor nauwkeurige brandstofinjectie. Dit elimineert de noodzaak van een dergelijke hoge compressieverhouding, evenals een hoge turbulentie, wat de voorkeur heeft voor dieselmotoren met een voorkamer en die intensief wordt gegenereerd in dieselmotoren met een wervelkamer. Het Common Rail-systeem, samen met de ontwikkeling van elektronische besturingstechnologie en turboladers, creëerde de voorwaarden voor de dieselrevolutie, en zonder dat systeem zouden benzinemotoren vandaag geen kans hebben. Die laatste kreeg trouwens ook een soortgelijk vulsysteem, maar dan op een kleinere bestelling. Maar dat is een ander verhaal.

Ja, het Common Rail-systeem is duur en complex, maar er is momenteel geen alternatief voor dieselmotoren. Fabrikanten zijn er ook in geslaagd om goedkopere, lagere drukopties te creëren voor goedkope voertuigen zoals India, waar diesel wordt gerespecteerd. Na de laatste schandalen kreeg diesel de schuld van alle aardse fouten, maar zoals recente tests van de APP laten zien, is het heel goed mogelijk om het schoon te maken. In ieder geval liggen er interessante tijden in het verschiet.

Tekst: Georgy Kolev