1 cannette invio gasolio
2 cannette invio gasolio
3 elettroiniettori gasolio
4 condotto comune (rail)
5 sensore pressione rail
6 cannetta invio gasolio da pompa a rail
7 smorzatore
8 pompa alta pressione gasolio
Common rail
Nato nel 1987 da un progetto della Marelli fu acquisito poi dal centro ricerche Fiat. Il progetto fu ceduto al gruppo Bosch per la definitiva industrializzazione nell’anno 1994. Le prime vetture con impianto Unijet Common Rail vennero commercializzate nel 1997. Il common Rail è un sistema di iniezione ora utilizzato da moltissime case automobilistiche come Audi, BMW, Fiat, Alfa Romeo, Mercedes, Lancia, Rover, Renault, Peugeot, Honda, Kia, Jeep ecc. che prevede una pressione elevatissima del combustibile accumulata all'interno di un unico condotto (il condotto comune o common rail ma in certi casi il gasolio può essere accumulato in distributori sferici) che alimenta gli iniettori controllati nell'apertura dalla centralina EDC. Questo serbatoio svolge la funzione di smorzare le oscillazioni di pressione dovute all’azione di apertura e chiusura degli iniettori e alle mandate continue della pompa. Il sistema è suddiviso in due sezioni, una a bassa pressione che alimenta il sistema dal serbatoio del carburante tramite una pompa elettrica, un filtro ed un distributore, e una ad alta pressione che viene realizzata mediante la pompa ad alta pressione realizzata da 3 pompanti posizionati a stella, dal rail (o dall'accumulatore sferico) e dalle varie tubazioni collegate agli iniettori.
Candelette Preriscaldamento
Sono presenti su tutti i motori Diesel aspirati o turbocompressi. Nei motori di più recente progettazione
hanno un intervento limitato salvo che non vi sia una temperatura del motore attorno agli zero gradi
centigradi. Le candele ad incandescenza a bulbo si contraddistinguono per il rapido raggiungimento della temperatura
necessaria per l’accensione e possono raggiungere gli 850° in circa 4 secondi. Il preriscaldamento inizia
con la chiave in posizione di “accensione inserita”. Nella successiva fase di avviamento, le gocce di
gasolio iniettato evaporano e si infiammano nell’aria compressa e calda dando inizio così alla combustione.
Regolatore di pressione (DRV)
E' una valvola fissata sul corpo della pompa di alta pressione o al Rail e ha la funzione di regolare
e mantenere la pressione nel Rail in funzione della condizione di carico del motore. Con pressione
troppo elevata, la valvola si apre in modo tale da far rifluire una parte del carburante dal Rail al
serbatoio tramite il circuito di recupero; con pressione troppo bassa nel Rail la valvola si chiude
separando così il lato ad alta pressione da quello a bassa pressione. Si tratta di un’elettrovalvola a
solenoide comandata elettronicamente in PWM dalla centralina (modulo EDC). La centralina comanda la
valvola dopo aver elaborato i segnali provenienti dai vari sensori collegati al sistema del motore: giri
motore, carico, massa aria aspirata, pressione aria, temperatura motore e temperatura carburante.
La variazione di pressione viene effettuata regolando il flusso di gasolio di ritorno al serbatoio.
Pompa ad alta pressione
La pompa ad alta pressione permette di svincolare la pressione del sistema di iniezione dal numero di giri del motore, cosa che invece caratterizza i normali sistemi di iniezione a pompa rotativa-distributrice, e di avere quindi una pressione costante e ottimale a tutti i regimi di rotazione del motore. Il controllo della pressione della pompa del gasolio avviene attraverso un regolatore di by-pass pilotato in PWM dalla centralina EDC. Tale regolatore è montato di solito sulla pompa ad alta pressione stessa ma in certi casi (come su alcuni motori Mercedes) il regolatore è montato ad una estremità del condotto rail. La valvola regolatrice di pressione ha la funzione di regolare e mantenere la pressione nel Rail in funzione della condizione di carico del motore. In caso di pressione troppo elevata, la valvola si apre in modo tale da far rifluire una parte del carburante dal Rail al serbatoio; in caso di pressione troppo bassa nel Rail la valvola si chiude separando così il lato ad alta pressione da quello a bassa pressione. Gli elettro-iniettori a valle del condotto di alimentazione sono comandati elettronicamente come già detto dalla centralina di iniezione e permettono iniezioni di carburante molto polverizzate grazie alla dimensione ridotta degli ugelli. Il carburante in eccesso che serve per l’apertura dei polverizzatori, viene rinviato nel serbatoio unitamente ai ritorni di carburante della valvola regolatrice di pressione e della pompa ad alta pressione stessa.
Questa tecnologia consente di effettuare iniezioni multiple (da qui la sigla MULTIJET Mjet) di carburante ad alta pressione anche ad un basso numero di giri del motore. Gli altri vantaggi di ordine pratico risiedono in una ridotta rumorosità del motore, a consumi ed emissioni ridotti, potenze specifiche elevate e una grande flessibilità di impiego data dalla modularità del sistema. Gli elettro-iniettori sono di tipo a comando elettromagnetico ma attualmente si stanno diffondendo anche elettro-iniettori a comando piezoelettrico, ancora più precisi e veloci del sistema a solenoide elettromagnetico. La maggiore precisione del dosaggio degli iniettori unita all'innalzamento della pressione di iniezione, portano i nuovi common rail ad un raggiungimento di prestazioni sempre più elevate e con consumi ed emissioni sempre più contenuti. Il sistema di iniezione common rail dispone di vari sensori posizionati su tutto il motore e sull'impianto di iniezione stesso.
Sensori
Eccone alcuni: sensore temperatura gasolio, sensore pressione gasolio, rivelatore presenza acqua nel circuito, sensore pressione turbo, sensore temperatura aria, sensore pressione atmosferica, misuratore massa aria, sensore posizione albero a camme, sensore giri, sensore temperatura liquido refrigerante, sensore temperatura olio, sensore posizione pedale acceleratore, sensore azionamento freno, sensore azionamento frizione, sensore velocità trasmissione.
Seconda generazione
In un secondo momento nascono i primi impianti di iniezione Bosch common rail di seconda generazione, la pressione che inizialmente era di circa 1350 bar ora raggiunge 1600 bar con iniezioni multiple. La Delphi presenta il suo impianto common rail con pressione di lavoro di 1800 bar potenzialmente in grado di raggiungere 2000 bar.
Per citare un esempio di impiego di iniettori piezo, Renault presenta il "piccolo" 1.5dci, un diesel da 1,5 litri di cilindrata con turbocompressore a geometria variabile ed impianto di iniezione common rail di seconda generazione che utilizza iniettori di tipo piezoelettrico. Il 1500 Renault eroga 106cv.
FAP
Su alcuni motori common rail dotati di filtro anti particolato, un dispositivo in grado di trattenere e bruciare in maniera programmata le polveri sottili (particolato) generate dai motori diesel, gli elettroiniettori operano una post-iniezione che ha il compito di innalzare le temperature del filtro del particolato per attuarne la rigenerazione, ovvero la pulizia delle celle trattenenti il particolato.
Iniettori
Gli iniettori del sistema Common Rail sono composti da una parte superiore comprendente una valvola elettromagnetica e un dispositivo elettrico di comando; e da una parte inferiore comprendente il dispositivo meccanico di iniezione (asta dello spillo) e il polverizzatore. L’inizio dell’iniezione e la quantità vengono impostati dalla centralina mediante un comando elettrico all’elettroiniettore.
Tubazioni
Le tubazioni del carburante ad alta pressione devono avere lunga durata e resistenza alla pressione massima del sistema e alle notevoli oscillazioni di pressione che si manifestano. Sono costituiti da tubi di acciaio con un diametro esterno di circa 6mm e foro interno di circa 2,4mm.
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