Gwarantując bezpośredni wtrysk paliwa powodują, że jednostki wysokoprężne dorównują kulturą pracy silnikom benzynowym i przysparzają kierowcom mniej problemów. Warto podkreślić, że silniki z bezpośrednim wtryskiem paliwa pojawiły się na początku lat 80. XX stulecia. Początkowo konstruktorzy sięgali po klasyczną pompę wtryskową, która z powodzeniem była stosowana przez kolejną dekadę. Zbyt mała kontrola wtrysku paliwa sprawiła jednak, że koncerny postanowiły pójść o krok dalej i wykorzystać technologię common rail, która zrewolucjonizowała rynek motoryzacyjny, nokautując pompowtryskiwacze.
Dwa typy wtrysku bezpośredniego
Pompowtryskiwacze, jak sama nazwa wskazuje, są wtryskiwaczami zaopatrzonymi we własną pompę paliwową napędzaną za pośrednictwem wałka rozrządu. Ten spójny i zwarty mechanizm bez przewodów łączących oba elementy powoduje tworzenie się wysokiego ciśnienia oraz wtrysk paliwa odbywający się w obrębie głowicy silnika. Pozwala także uniknąć pulsowania przewodów. Zjawisko to znacznie utrudnia regulację odpowiedniej dawki paliwa, jakie trafia do cylindrów. Co ważne, system redukuje ryzyko wycieków oleju napędowego. Kluczową kwestią jest fakt, że pompowtryski generują bardzo wysokie ciśnienie oscylujące w przedziale od 2000 do 2500 barów. Powoduje to niezwykle szybkie mieszanie się paliwa z powietrzem. Powstała mgiełka złożona z mikroskopijnych drobin oleju napędowego bardzo szybko ulega spalaniu, co z kolei przekłada się na osiągi silnika. Natomiast w systemie common rail wyróżnia się trzy podstawowe elementy. Do ciśnieniowego akumulatora olej napędowy tłoczony jest przewodami przez pompę. Z zasobnika zaś trafia do cylindrów. Takie rozwiązanie sprawia, że paliwo tłoczone jest do każdego cylindra z takim samym ciśnieniem. Elektryczny impuls powoduje, że każdy z wtryskiwaczy w dowolnym momencie może pobrać paliwo z zasobnika i następnie przekazać je do komór spalania. Warto zaznaczyć, że współczesne systemy pozwalają na osiągnięcie bardzo wysokiego ciśnienia wtrysku porównywalnego z tym, które generują pompowtryskiwacze. Dzięki temu możliwe jest tworzenie wtryskiwaczy o niewielkich otworach precyzyjnie podających paliwo.
Dynamika i oszczędne spalanie
Niekwestionowaną zaletą pompowtryskiwaczy jest fakt, że w zasadzie od początku istnienia pozwalały wygenerować bardzo wysokie ciśnienie, umożliwiając uzyskanie jednorodnej mieszanki paliwowo-powietrznej, która błyskawicznie ulega spalaniu. Dzięki temu silnik pracuje z większą mocą. Zmniejsza się także emisja spalin. W przeciwieństwie do systemu common rail, pompowtryski nie są tak bardzo wrażliwe na gorszej jakości olej oraz powstające w nim drobne zanieczyszczenia. Wtryskiwacze w tym przypadku nie muszą bowiem być tworzone z precyzją sięgającą setnych milimetra. Oszczędnościom paliwa sprzyja z kolei zredukowana ilość faz wtrysku. W przypadku pompowtrysków nie dochodzi także do podciekania wtryskiwaczy. Dzięki wysokim wartościom ciśnienia, z jakim wtryskiwane jest paliwo, silnik wyposażony w pompowtryskiwacze jest łatwiejszy do uruchomienia, co ma niebagatelne znaczenie zwłaszcza w okresie zimowym. Wszystko to powoduje, że jednostka wysokoprężna z pompowtryskiwaczami wykazuje wysoką sprawność przy zachowaniu ekonomicznego zużycia paliwa. Możliwe jest również uzyskanie wysokich mocy jednostkowych. Problem stanowi wysoka toksyczność spalin, co sprawia, że silniki z pompowtryskami nie spełniają surowych norm Unii Europejskiej i są dyskwalifikowane na drogach w wielu państwach Starego Kontynentu.
Ciche i przyjazne środowisku
System common rail pozwala podzielić wtrysk paliwa na kilka faz, ponieważ jego praca nie jest w żadnym punkcie uzależniona od wałka rozrządu. Powstające w ten sposób pompowtryski znacznie poprawiają kulturę pracy silnika. Powodują dużo dokładniejsze oczyszczanie spalin, dzięki czemu pojazdy spełniają ekologiczne standardy obowiązujące w krajach Unii Europejskiej. Rozwiązanie to generuje o wiele mniejszy hałas, ponieważ ciśnienie w cylindrach narasta stopniowo, a nie gwałtownie, jak w przypadku układów wyposażonych w pompowtryskiwacze. System nie wymaga obecności dodatkowych krzywek na wałku rozrządu. Warto zaznaczyć, że siła generowana podczas sterowania pompowtryskiem przewyższa tę potrzebną do otwierania i zamykania zaworów. Powoduje to, że krzywki często podlegają zbyt dużym przeciążeniom i w efekcie dochodzi do ich uszkodzenia. Drugi rodzaj wtrysku pozwala uprościć konstrukcję silnika. W rezultacie motor osiąga dużo mniejszy ciężar i zajmuje mniej miejsca pod maską, dzięki czemu możliwe jest jej optymalne wyprofilowanie chroniące pieszego w przypadku ewentualnej kolizji. Przekłada się to na większą liczbę gwiazdek osiąganą przez pojazd w testach Euro NCAP.
Co wybrać?
Decydując się na zakup samochodu w salonie, przyszły właściciel nie będzie miał dylematu, który typ wtrysku wybrać. W nowych autach obecnie montowany jest tylko wtrysk common rail. Pytanie o rodzaj wtrysku powinien postawić sobie natomiast każdy kierowca, który zamierza nabyć samochód używany. Co więcej, specjaliści przekonują, że nie ma w tym przypadku jednoznacznej odpowiedzi. Pompowtryskiwacze zapewniają świetne osiągi silnika. Co ważne, są prawie bezawaryjne, zaś w przypadku usterki, koszty naprawy nie jest tak dotkliwy, jak w drugim typie układu. Warto jednak wziąć pod uwagę, że starsze rozwiązanie może generować stukot pod maską. Nie jest też rozwiązaniem ekologicznym, co może spowodować, że przed kierowcą zamknie się wiele europejskich dróg. O wiele bardziej przyjazny dla środowiska jest drugi system. Gwarantuje przy tym dobrą kulturę pracy jednostki napędowej i jest zdecydowanie cichszy. Jest jednak dużo bardziej wrażliwy na paliwo niskiej jakości i mniej ekonomiczny. Decyzja o wyborze konkretnego wtrysku powinna być zatem uzależniona od stylu jazdy i preferencji przyszłego właściciela, który po przeanalizowaniu argumentów świadczących na korzyść obu rozwiązań będzie mógł dokonać trafnego wyboru.
