Vlastnosti motorů CRDi: — DRIVE2
Naposledy jsem o tom mluvil motory GDI? Dnes si povíme o vlastnostech motorů CRDi, výhodách a nevýhodách těchto motorů.
Vlastnosti motorů CRDi: výhody a nevýhody
Zkratku CRDI (Common Rail Direct Injection, z anglického direct fuel injection system) najdeme u vozů s naftovým motorem. Toto označení dostaly pohonné jednotky, které jihokorejský automobilový gigant Hyundai/KIA montuje do svých modelů.
Jinými slovy, motor Hyundai CRDI je korejský vývoj a nachází se výhradně v korejských autech. Pokud jde o ostatní výrobce, globální společnosti také aktivně používají strukturálně podobné analogy. V tomto článku se podíváme na motor CRDI, co to je, jaké analogy má tato jednotka, a také si povíme o výhodách a nevýhodách tohoto typu spalovacího motoru.
Dieselové motory CRDI: klady a zápory
Jak již bylo uvedeno výše, označení CRDI se používá pro korejské dieselové motory s přímým vstřikováním (motor crdi 16v atd.). Podobné agregáty mají v nabídce vznětových motorů i další výrobci.
Jako příklad uveďme produkty německé značky Mercedes, které dostaly označení CDI nebo CRD, italský Fiat označoval své motory jako CDTi. U modelů Ford se tento motor nazývá TDCi, GM používá označení CDTi nebo VCDi, Volkswagen používá domácím spotřebitelům dobře známé označení TDI atd.
Pokud neberete v úvahu rozdíly v názvu a některé jednotlivé konstrukční prvky, je třeba všechna taková označení chápat jako vznětový motor, který je vybaven systémem Common Rail (přímé vstřikování paliva).
Výhody motorů CRDi
Uvedený typ spalovacího motoru (CRDi, CDI, TDI atd.) umožňuje dosáhnout znatelně nižší spotřeby nafty a také snížení hladiny škodlivých látek ve výfukových plynech.
Hlavním rysem vznětových motorů s Common Rail je, že palivo je do vstřikovacích trysek přiváděno ze společné baterie, ve které je palivo pod vysokým tlakem. Konstrukce je příznivá ve srovnání s konvenčními vznětovými motory s palivovým čerpadlem (HPF), které má vačkový pohon a omezení tlaku přívodu paliva.
Obecné provozní schéma systému vypadá takto: po otočení klíčku zapalování nafta
je čerpána samostatným čerpadlem do Common-rail fuel rail (z anglického common, single rail,
dálnice). Tato kolejnice je „baterie“ zmíněná výše. Palivo common-rail uvnitř
je neustále pod vysokým tlakem pro vstřikování. Dále motorová nafta pochází z kolejnice
palivové vedení ke vstřikovacím tryskám pod tlakem.
Toto řešení má řadu zjevných výhod ve srovnání s jinými systémy pohonu vznětových motorů. Především se výrazně zvyšuje účinnost paliva.
Faktem je, že udržování konstantního vysokého tlaku umožňuje efektivně rozstřikovat palivo přímo do spalovací komory (přímé vstřikování). Čím vyšší tlak, tím lépe se nafta dávkuje a rozprašuje, v důsledku čehož dochází k úplnému a maximálnímu energetickému výdeji pístu k následnému spalování náplně.
Co nejúplnější spalování směsi paliva a vzduchu je klíčem k tomu, aby byl obsah toxických látek ve výfukových plynech minimální a výkon motoru se znatelně zvýšil.
— Hlavním rysem tohoto energetického systému je konstantní tlak paliva
zůstává na stejné úrovni, to znamená, že nijak nezávisí na otáčkách klikového hřídele nebo objemu paliva
a další faktory, které mohou ovlivnit vstřikování ve vztahu k různým provozním režimům spalovacího motoru.
Přívod paliva je realizován tak, že se vstřikovače paliva otevírají pro vstřikování pod řízením samostatné řídicí jednotky EDC. To bylo možné díky skutečnosti, že do vstřikovačů systému přívodu paliva jsou konstrukčně zavedeny speciální elektromagnetické solenoidy.
To je zásadní rozdíl mezi systémem Common Rail a motory s vačkovým vstřikovacím čerpadlem, řešení umožňuje zvedat jehlu ve vstřikovací trysce pomocí řízeného solenoidu, nikoli v důsledku tlaku paliva.
— V systému Common Rail celkové množství paliva pro vstřik, časování vstřiku a tlak
vstřikování je určeno softwarem, to znamená, že je pevně připojeno k počítači a aplikováno na různé režimy
a provozní podmínky motoru.
Jinými slovy, čerpání paliva a vstřikování jsou zcela samostatné procesy. To vede k další významné výhodě, která umožňuje provést vstřik vícefázový (minimálně dvoufázový). Paralelně s tím lze dynamicky měnit i vstřikovací tlak s ohledem na omezení otáček, otáčky a zatížení spalovacího motoru.
„Navíc Common Rail také umožňuje implementovat fázové vstřikování v jednom pracovním zdvihu.
Dodáváme, že raný vývoj tohoto systému předpokládal pouze dvojité vstřikování. Hlavním úkolem pro
V rané fázi bylo potřeba se zbavit detonace.
Moderní energetické systémy dnes mohou zajistit asi 9 fází vstřikování paliva. K již výše popsaným výhodám přidalo fázované vstřikování citelné snížení hladiny hluku při provozu naftového motoru.
— Také si všimneme, že neustále vysoký tlak paliva v stojanu umožňoval přesné dávkování paliva dovnitř
po celou dobu vstřikování (trvání otevření vstřikovače). Navíc v provedeních s konvenčními
Vstřikovací čerpadlo tato možnost zcela chyběla.
Faktem je, že pokusy o jakékoli změny tlaku vedly k tomu, že se v potrubích od čerpadla k tryskám přirozeně objevila vlnovitá pulzace (vlnový hydraulický tlak).
V důsledku těchto tlakových vln dochází k rychlému poškození palivového potrubí. Z tohoto důvodu mají vstřikovací čerpadla paliva přísné omezení tlaku, pod kterým pumpují palivo do vstřikovačů.
Vezmeme-li v úvahu výše uvedené, je zřejmé, proč konvenční vstřikovací čerpadla paliva nevyvíjejí tlaky přesahující 300 kgcm2, zatímco systémy Common Rail tuto značku výrazně překračují. Například CRDi předpokládá tlaky do 2000 barů bez kolísání tlaku a destrukce prvků systému.
Nevýhody motoru CRDi
Pokud jde o nevýhody, jednotky CRDi a další instalace vybavené systémem Common Rail mají řadu specifických nevýhod. Začněme tím, že tento systém je zpočátku velmi citlivý na kvalitu motorové nafty. Vniknutí i malých frakcí nebo nečistot třetích stran může způsobit okamžité poškození čerpadla, trysek a dalších prvků.
— Motory CRDi mají také poměrně vysoké náklady, což značně zvyšuje konečnou cenu vozidla
podobná elektrárna. Dodejme, že samotná struktura energetického systému Common Rail je složitá, od r
Pro koordinovaný provoz obsahuje konstrukce mnoho elektronických senzorů.
Tato funkce téměř zcela vylučuje možnost jednoduchých oprav garáže. Diagnostika a/nebo odstraňování problémů vyžaduje přítomnost drahých speciálních nástrojů, stojanů a vybavení.
to znamená, že dokážeme plně provést diagnostiku, opravy, seřízení nebo servis energetické soustavy
Motor CRDI je možný pouze v dealerských střediscích nebo na velkých čerpacích stanicích třetích stran. Ve stejnou dobu
Důležité je mít nejen potřebné vybavení, ale také kvalifikovaný personál, který
se specializuje na Common Rail.
— Souběžně s tím existuje často naléhavá potřeba CRDi a Common Rail
nákup drahých náhradních dílů, protože je výhodnější modulární výměna. se stává
Je jasné, že z výše uvedených důvodů bude cena jakékoli práce vysoká.
Na základě výše uvedených informací je zřejmé, proč mnoho majitelů automobilů v SNS stále mylně považuje pohonný systém vznětového motoru Common Rail za extrémně nespolehlivé řešení. Ihned poznamenejme, že problém není v samotném systému, ale v kvalitě domácího paliva a úrovni služeb pro vozy s takovými motory.
Je třeba mít na paměti, že prvky Common Rail jsou vyrobeny s vysokou přesností, to znamená, že ani nejmenší cizí částice se nesmí dostat do systému. V podmínkách extrémně vysokého tlaku se takové díly po použití nekvalitního paliva rychle poškodí a jejich výměna zahrnuje určité potíže a značné náklady.
Jinými slovy, pokud řidič dříve provozoval naftový motor s konvenčním vstřikovacím čerpadlem, pak
nemohly nastat žádné problémy. Navíc po změně vozu na pohonnou jednotku s
Poruchy Common Rail se mohou objevit velmi rychle.
Faktem je, že ze zvyku je auto na nejbližší čerpací stanici nadále plněno palivem pochybné kvality, během chladného období se do nádrže nalévají další přísady atd. Ne všichni řidiči také věnují náležitou pozornost kvalitě palivových filtrů a intervalům jejich výměny.
Je jasné, že pokud motor s jednoduchým vstřikovacím čerpadlem pracoval v takových podmínkách víceméně normálně, pak Common Rail selže mnohem rychleji. Také výskyt poruch bude vyžadovat hloubkovou diagnostiku. Ne vždy je však možné rychle určit příčinu.
Systém aktivně využívá mnoho elektronických senzorů, aktivátorů, ventilů a dalších
prvky. Diagnostika zahrnuje kontrolu DPRV a DPKV, snímače tlaku paliva
kolejnice, teplotní čidla atd. Zároveň je potřeba zkontrolovat solenoidy a řadu
další prvky.
Na závěr bychom rádi dodali, že najít čerpací stanici může být také obtížné. Faktem je, že v SNS je nedostatek kvalifikovaného personálu pro diagnostiku a opravy Common Rail.
CRDI (Common Rail Direct Injection) je zkratka, kterou lze vidět u dieselových vozidel. Tento typ motoru vyvinula korejská společnost Hyundai/KIA a používá se výhradně ve svých vozech. Podobná konstrukční řešení přitom využívají i globální automobilky. V tomto článku se podíváme na vlastnosti motoru CRDI, jeho analogy a také na jeho výhody a nevýhody.
Dieselové motory CRDI: klady a zápory
Jak již bylo zmíněno dříve, označení CRDI platí pro korejské vznětové motory s přímým vstřikováním (jako např. motor CRDI 16v atd.). Jiné automobilky přitom podobné naftové jednotky zařazují do svých sestav.
Například německá značka Mercedes používá označení CDI nebo CRD, italský Fiat označuje své motory jako CDTi. U modelů Ford se takové motory nazývají TDCi, zatímco GM používá označení CDTi nebo VCDi. Volkswagen je známý svým hojně používaným označením TDI a tak dále.
S výjimkou některých rozdílů v pojmenování a některých individuálních konstrukčních prvků označují všechna tato označení vznětové motory vybavené systémem Common Rail (přímé vstřikování paliva).
Výhody motorů CRDi
Uvedený typ vznětových motorů (CRDi, CDI, TDI a další) dokáže výrazně snížit spotřebu nafty a úroveň emisí škodlivých látek ve výfukových plynech.
Hlavním rysem vznětových motorů se systémem Common Rail je, že palivo je do vstřikovacích trysek přiváděno ze společné nádrže, kde je pod vysokým tlakem. Toto konstrukční řešení se liší od tradičních vznětových motorů s palivovým čerpadlem poháněným vačkou a omezením tlaku paliva.
Princip činnosti systému je následující: po zapnutí zapalování je motorová nafta dodávána samostatným čerpadlem do palivové kolejnice Common Rail (z anglického „common line“). Tuto kolejnici lze považovat za „zásobník“ paliva. Palivo uvnitř Common Rail je vždy pod vysokým tlakem, připraveno ke vstřikování. Palivo je pak ze stojanu směrováno palivovým potrubím do vstřikovacích trysek pod tlakem.
Toto řešení má několik jasných výhod. Za prvé, výrazně zlepšuje spotřebu paliva. To je způsobeno schopností efektivně rozprašovat palivo přímo do spalovací komory díky vysokému tlaku. Čím vyšší je tlak, tím rovnoměrněji a efektivněji dochází ke spalování směsi paliva a vzduchu, což zvyšuje výkon motoru a snižuje emise škodlivých látek ve výfukových plynech.
Hlavním rysem tohoto pohonného systému je udržování tlaku paliva na konstantní úrovni bez ohledu na otáčky motoru, objem paliva a další faktory ovlivňující vstřikování v různých provozních režimech motoru.
Vstřikování paliva je řízeno samostatnou řídicí jednotkou EDC, která řídí otevírání vstřikovačů. Toho je dosaženo použitím speciálních elektromagnetických solenoidů v samotné konstrukci vstřikovače. To je klíčový rozdíl mezi systémem Common Rail a systémy s vačkovým palivovým čerpadlem (Fuel Injection Pump), kde vstřikování probíhá pod vlivem tlaku paliva.
V systému Common Rail je celkové množství vstřikovaného paliva, úhel vstřiku a tlak určeno softwarem a řízeno ECU, což umožňuje přizpůsobení vstřikování různým režimům a provozním podmínkám motoru.
Jinými slovy, přívod paliva a vstřikování jsou nezávislé procesy. To také umožňuje provádět vícefázové vstřikování a dynamicky upravovat vstřikovací tlak v závislosti na provozním režimu motoru, jeho otáčkách a zatížení.
Moderní systémy Common Rail dokážou zajistit až 9 fází vstřikování paliva, což výrazně snižuje hladinu hluku při provozu naftového motoru. Udržování konstantního vysokého tlaku v systému Common Rail také umožňuje přesně řídit dobu vstřiku a zabránit pulzacím tlaku v palivovém potrubí, které může způsobit poškození. Tím se liší od vstřikovacích čerpadel, která mají omezení maximálního tlaku přívodu paliva. Například systémy Common Rail, jako je CRDi, mohou pracovat při tlacích až 2000 barů bez kolísání tlaku nebo poškození.
Nevýhody motoru CRDi
Je však třeba také poznamenat řadu nevýhod, které jsou vlastní motorům CRDi a dalším systémům vybaveným systémem Common Rail. Začněme tím, že tento systém je extrémně citlivý na kvalitu motorové nafty. I malé nečistoty nebo frakce, které se dostanou do palivového systému, mohou negativně ovlivnit činnost čerpadla, vstřikovačů a dalších součástí, dokonce způsobit jejich poruchu.
Motory CRDi jsou navíc poměrně drahé, což výrazně zvyšuje celkové náklady na vozidla vybavená takovými motory. Přidejte k tomu složitost patentovaného designu systému Common Rail, který zahrnuje různé elektronické senzory pro optimální provoz.
Tyto faktory téměř zcela vylučují možnost vlastní opravy doma. Pro diagnostiku, opravu nebo seřízení jsou zapotřebí specializované a drahé nástroje, stojany a vybavení.
To znamená, že kompletní údržba, diagnostika a opravy systému napájení motoru CRDi jsou možné pouze v oficiálních servisních střediscích nebo velkých autoservisech s odpovídajícím vybavením a vysoce kvalifikovaným personálem specializovaným na systém Common Rail.
Systémy CRDi a Common Rail navíc často vyžadují nákup drahých náhradních dílů, protože je preferována modulární výměna komponent. To vše zjevně prodražuje opravy a údržbu díky výše uvedeným faktorům.
Pojďme si to shrnout
Na základě předložených informací je zřejmé, proč má mnoho majitelů automobilů v zemích SNS stále předsudky ohledně systému Common Rail ve vznětových motorech, protože jej považuje za extrémně nespolehlivý. Je však třeba zdůraznit, že problém není v samotném systému, ale v kvalitě dostupné motorové nafty a v úrovni údržby vozidel vybavených takovými motory.
Je důležité pamatovat na to, že komponenty systému Common Rail jsou vyrobeny precizně a nemohou nést ani ty nejmenší cizí částice. Pod vlivem vysokého tlaku mohou takové částice, vnesené do systému v důsledku použití nekvalitního paliva, rychle poškodit součásti systému a jejich výměna může být obtížná a nákladná.
Jinými slovy, pokud je řidič zvyklý provozovat auto s klasickým vstřikovacím čerpadlem a používat palivo pochybné kvality, pak nemusí mít žádné problémy. Po přechodu na vůz se systémem Common Rail se však poruchy mohou objevit mnohem rychleji. Důvodem je skutečnost, že mnoho řidičů nadále tankuje na čerpacích stanicích, které poskytují nekvalitní palivo, nebo přidávají aditiva během chladného období a tak dále. Ne všichni řidiči také sledují kvalitu palivových filtrů a jejich včasnou výměnu.
Je jasné, že pokud by v takových podmínkách mohl fungovat motor s konvenčním palivovým vstřikovacím čerpadlem, pak bude Common Rail zranitelnější. Výskyt závad si vyžádá hlubší diagnostiku a příčina nemusí být vždy snadno identifikovatelná.
Systém Common Rail aktivně využívá mnoho elektronických senzorů, aktivátorů, ventilů a dalších prvků. Diagnostika zahrnuje testování řady komponent, jako jsou senzory tlaku v rozdělovači paliva, teplotní senzory, solenoidy a další.
Nakonec stojí za zmínku, že najít kvalifikované autoservisy pro diagnostiku a opravu systémů Common Rail může být v zemích SNS obtížným úkolem. Nedostatek specialistů s potřebnými dovednostmi a vhodným vybavením může bránit v přístupu ke kvalitní údržbě takových systémů.