A Pumpa, a Dűzni, és két füstölgő kipufogócső

2008.09.22. 14:01

A common rail rendszer gyakorlatilag az összes felsorolt előnnyel rendelkezik, és a ma elérhető legnagyobb szabadságot nyújtja a dízelbefecskendezés finomhangolására. Magas, akár 1800-2000 bart is elérő, szabadon megválasztható befecskendezési nyomás és többszöri befecskendezés lehetősége szinte megkötések nélkül – ezek tették egyeduralkodóvá.

Mindezek ismeretében inkább az a kérdés, hogyan terjedhetett egyáltalán el a PD-rendszer? Hiszen a kezdetek kezdetén még az előbefecskendezés elektronikus vezérlésére sem volt lehetőség. Ráadásul jól kifundált, de mégiscsak rugalmatlan mechanikus-hidraulikus trükkel kellett megoldani, hogy ne legyen annyira hangos. Persze hangos volt így is: alapjáraton a mágnesszelepek csattogása kelt versenyre az égés zajával, míg nagy terhelésen az emelkedő befecskendezési nyomás és a messze nem optimális időben zajló előbefecskendezés miatt kerregett. Ha mindehhez hozzávesszük a nagyobb mechanikus veszteségeket és az aprócska tényt, hogy a szivattyúfóvókák beépítéséhez gyakorlatilag minden dízelmotorhoz új hengerfejet kellett tervezni, tényleg alig érthető, a VW miért tette le a PD mellett a garast.

Műszaki szempontból két dolog szólt mellette: egyrészt az akár 2000 baros befecskendezési csúcsnyomás jóval magasabb volt, mint a korabeli common rail (CR) rendszerek 1400 baros határa, s ez addig nem látott lehetőségeket nyitott meg a teljesítmény fokozására. Mentek is a VW dízelek, mint az olajozott villám. Másrészt az előbefecskendezés időpontja ugyan nem volt változtatható, de a minden egyes munkaütemben fokozatosan felépülő nyomásnak köszönhetően viszonylag alacsony (a főbefecskendezésénél jóval alacsonyabb) nyomáson történt, ami jó, és amiről a CR rendszer a csőben uralkodó közel állandó nyomás miatt hiába álmodik.

A tisztánlátáshoz azt is figyelembe kell venni, hogy a kilencvenes évek végén, az új befecskendező rendszerek robbanásszerű elterjedésekor egyszerűen nem volt a világon akkora gyártókapacitás, ami az összes, korszerű dízelhez egyszerre tudott volna CR-alkatrészeket készíteni. Valószínűleg városi legenda csupán, de talán nem minden alapot nélkülöz a történet, hogy amikor a VW ura, Piëch értesült róla, hogy a CR-rendszer gyártója a wolfsburgiak helyett egy másik nagy német autógyárnak szállít a szűkös készletből, akkor született meg a stratégiai döntés: márpedig ellesznek ők közös nyomócső nélkül is.

Bárhogy is volt, a gyártókapacitás időközben szép lassan kiépült, a költségek csökkentek, a technológia fejlődésével a közös csőben a nyomás lassan, de biztosan emelkedett. A részecskeszűrő bevezetésével nem csak elő- hanem utóbefecskendezések pontos végrehajtása is szükségessé vált, és bár a piezoszelepes PD-egységgel ezt még megoldották úgy-ahogy, egyre egyértelműbbé vált a CR-rendszer fölénye. Még alacsonyabb emisszióra és még kevesebb zajra volt igény, a pumpe-düsének tehát mennie kellett.

A közös nyomócsöves (common rail, CR) befecskendező rendszerben egy fogasszíjjal hajtott, vagy közvetlenül a vezérműtengely végére szerelt nagynyomású szivattyú hozza létre a befecskendezéshez szükséges irtózatos nyomást. Ehhez kapcsolódik a névadó „közös cső”, ami gyakorlatilag egy vasdarab, a közepén furattal. A benne levő néhány köbcenti gázolaj teszi lehetővé, hogy a rendszerben folyamatosan stabil nyomásviszonyok uralkodjanak a befecskendezés hosszától és időpontjától közel függetlenül. Innen nyomócsövek vezetik tovább az üzemanyagot az egyes befecskendező szelepekhez, ahol a vezérlőegységtől kapott elektromos impulzus hatására egy mágnesszelep, vagy egy piezokristály elmozdulása hidraulikus áttételen keresztül nyitja a szeleptűt, és megtörténik a befecskendezés. A csőben uralkodó nyomást a motorvezérlő egy szabályozószelep segítségével szabadon változtathatja 250 és akár 2000 bar között.

A szivattyúfúvókás (pumpe-düse, PD) befecskendező rendszer alapvetően más elvet követ. Nincs központi, nagynyomású pumpa, ehelyett minden egyes hengerhez tartozik egy-egy, a hengerfejbe épített befecskendező szivattyú, amit egybe építettek a befecskendező fúvókával. Innen a szivattyú-fúvókás elnevezés. A PD-egységeket a vezérműtengelyen külön e célra kialakított bütyök mozgatja a felső holtpont közelében újra és újra összesűrítve az üzemanyagot.

Befecskendezés azonban csak akkor történik, ha a vezérlőegységtől kapott elektromos impulzus hatására egy mágnesszelep (vagy piezokristály) zárja a megfelelő furatokat: az üzemanyag ilyenkor a fúvókán keresztül az égéstérbe jut. Fontos látni, hogy a befecskendezési nyomás itt közel sem állandó: azt minden egyes munkaütemben újra fel kell építeni. A nyomás nagyságát a mechanikai konstrukció és a fordulatszám határozza meg, arra a motorvezérlőnek közvetlen befolyása nincs.

A hangos reklámkampány szép lassan elhalkult, és 2005-ben a Volkswagen csendben bejelentette: felhagy a korábban oly kiválónak hirdetett technológia fejlesztésével.

Dízelmotorhoz legjobb

Műszaki szempontból nézve érdekes, imponáló kísérlet volt ugyanazon probléma más módszerrel való megoldására, ami talán kicsit hasonlít a Wankel-motort fejlesztők hősies, de alapvetően reménytelen küzdelmére a hagyományos dugattyús motorral szemben.

A világnak e kísérletből néhány millió fürge, de hangosan kerregő autó jut emlékül, gyerekeinknek pedig újabb érdekes kütyü, amit a közlekedési múzeumban lehet majd nézegetni a gőzgép mellett.