Common Rail (CR)

CR a fost dezvoltat de Bosch dupa ce anterior sistemul a fost studiat de Magneti Marelli pentru grupul FIAT. Prima aparitie a CR-ului a fost pe Fiat Croma TDI in 1986 in versiunea Unijet, (Commor Rail cu injectie directa). Acest nume deriva de la faptul ca exista o singura injectie principala pe ciclu (impreuna cu o faza de pre-injectie similar cu motoarele TDI PD). In 1994 Fiat decide sa incredinteze proiectul lui Bosch pentru a fi perfectionat si produs pe scara larga. In 1997 apare motorul Multijet (Alfa Romeo 156 JTD), o adevarata revolutie in domeniu, foarte silentios si performant. Secretul Multijet-ului este ca pe un ciclu are mai multe injectii succesive de combustibil (fata de Unijet cu pre-injectie si injectie principala) combustia facandu-se treptat, acest lucru asigurand mersul deosebit de uniform. Acest lucru a fost posibil datorita asezarii injectorului vertical in centrul cilindrului si folosirea unor injectoare speciale care puteau sprita serii scurte si foare rapide de combustibil. UNIJET MULTIJET

Restul este istorie, tot mai multi producatori de automobile au adoptat Common Rail-ul (HDI-Peugeot, TDCI-Ford, DCI-Renault etc.) Descrierea sistemului Sistemul Common Rail se aseamana cel mai mult dintre sistemele de alimentare Diesel cu cele de alimentare pentru motoarele pe benzina, de fapt a fost derivat dintrun sistem de injectie benzina multipunct. (deci MPI-ul este Common Rail ). Injectoarele se alimenteaza toate din aceeasi linie de presiune, alimentata la randul ei

de o pompa de inalta presiune (unica pe sistem spre deosebire de UIS si UPS). Presiunea din rampa este in jur de 1350 de bari (fata de 2050 bari UIS-ul). Injectia este gestionata electronic. Sistemul arata cam asa:

Componentele principale ale sistemului sunt: 1 Debitmetru de aer 2 ECU calculatorul injectiei 3 pompa de presiune 4 Rampa comuna

5 injectoare 6 Senzor de turatie motor 7 senzor temperatura motor 8 filtru de motorina 9 senzor pozitie pedala acceleratie circuitul de retur circuitul de alimentare In functie de echiparea motorului se mai pot adauga sistemul de comanda pentru turbocompresor, sistemul EGR, imobilizator electronic si interfata cu cutia automata.

Asa este implantat sistemul pe motorul PSA HDI

1 Sistemul de alimentare cu combustibil la joasa presiune. Este ce care aduce motorina din rezervor, o trece prin filtru si o furnizeaza pompei de inalta presiune

1 Rezervor 2 Filtru - sita 3 Pompa electrica 4 Filtru motorina 5 Teava 6 Pompa de inalta presiune cu parte de joasa presiuene 7 Teava 8 Calculator injectie

Pompa electrica de combustibil arata asa:

2 Sistemul de alimentare partea de inalta presiune. Este compusa din pompa de presiune, rampa comuna si injectoare Pompa de presiune

In sistemul CR pompa de inalta presiune genereaza presiune continua si constanta, indiferent de regimul de lucru al motorului, in rampa comuna (sau acumulator). Pompa este actionata de cureaua de distributie (sau de angrenaje cu roti dintate), limita sa maximade turatie fiind aprox 3.000 rpm. Ungerea si racirea pompei se face de catre combustibilul care trece prin ea. Functionarea ei este un pic mai neconventionala. Astfel prin arborele 1 este antrenat excentricul 2 intr-o miscare de rotatie care misca pistonul 3 intr-o miscare de translatie, piston care realizeaza comprimarea motorinei si expulzarea sa printr-o supapa. Pompa contine trei pistoane cu cilindrii dispusi la unghi de 120 de grade forta

necesara pentru actionarea sa fiind considerabil mai mica decat in cazul pompei rotative cu distribuitor (in jur de 1/9). De exemplu la un motor de 2 litri la regim maxim, cand presiunea atinge 1350 bari consumul de putere este de aprox 3,8 kW. Demultiplicarea fata de turatia motorului este de 1:2 sau 2:3.

Supapa regulatoare de presiune are rolul de a mentine presiunea in rampa in functie de incarcarea motorului. Este actionata de EDC in functie de imput-urile senzorului de presiune in rampa

Rampa comuna este de fapt un bazin (sau acumulator) ce are rol de a inmagazina motorina la presiune mare. Totodata amortizeaza pulsatiile pompei si oscilatiile in presiune

Injectorul

Comportamentul sistemului Principala calitate a CR-ului este faptul ca permite un control precis al duratei si cantitatii de combustibil injectat. Spre deosebire de pompa distribuitor unde presiunea de injectie urmeaza o curba pana se atinge presiunea maxima (ceea ce duce la injection lag raspuns intarziat) la CR presiunea este disponibila instantaneu si la o valoare precisa.

Totodata presiunea nu depinde de turatia motorului, performantele la turatii joase fiind mai bune.

Filtrul de particule si functionarea sistemului Pentru a reduce cantitatea de emisii producatorii au introdus asa numitul filtru de particule. Acesta este montat pe esapament in aval de catalizator si rolul sau este de a retine particulele de carbon din gazele de evacuare (alaturi de alte particule rezultate din consumul de ulei si uzura motorului). Are o structura de fagure (arata ca un catalizator) in care acumuleaza aceste depozite solide. Pe masura ce se umple este necesara regenerarea sa (altfel s-ar colmata). Acest lucru se realizeaza prin arderea controlata a particulelor de carbon (care ard la 550grC). Ca sa ajunga la temperatura de 550de grade s-a introdus o noua faza in injectie si anume post-injectia. In faza de destindere se injecteaza o cantitate mica de combustibil, fapt ce conduce la cresterea temperaturii cu aprox 200 grC. Filtrul de particule are un sistem de monitorizare si regenerare automata. Monitorizarea incarcarii sale se face in princioiu cu ajutorul a doi senzori de presiune inainte si dupa filtru, masurandu-se diferenta (peste o anumita valoare filtrul este incarcat). In functie de incarcarea sa se trece la regenerare prin arderea depozitelor. Totodata in exploatare filtrul este ajutat si de un sistem ce introduce un aditiv special in motorina (cerina) in mod automat (cam 5 litri la 80.000 km). Acest aditiv are rolul de a reduce temperatura la care particulele ard (de la 550 la 450 grade).

Monitorizarea nivelului de incarcare al filtrului este deosebit de laborioasa, luandu-se in calcul multi parametri de la diferrentele de presiune in amonte si aval, diferentele de temperatura precum si numarul de kilometri efectuati in total de automobil. Sunt memorate ultimele 5 regenerari (la cati kilometri au fost facute, care a fost rezultatul etc). De monitorizare se ocupa un calculator separat care determina in ce stare se afla filtrul. Din cele 6 stari posibile scopul lui este sa-l mentina in zona B sau C (A este conditia filtrului nou). Cand se depaseste nivelul de colmatare C se pregateste regenerarea fortata (comandata de calculator introduce post injectia pentru a creste temperatura esapamentului)

Sistemul de injectie al aditivului este, de asemenea, comandat de un calculator separat, aflat in comunicatie cu ce principal, rolul sau fiind de a introduce o cantitate de aditiv numit cerina in combustibil, fapt ce ajuta regenerarea filtrului de particule si al catalizatorului. Cum spuneam, exista un rezervor pe masina de aprox 5 litri ce ajunge cam pentru 80.000 km (apoi directia service reprezentanta ). Injectia acestui aditiv se face in baza unor harti prestabilite corelate cu parametrii furnizati de sistemul de monitorizare al filtrului si cu cei ai motrorului.