Co to silnik PD?

W świecie motoryzacji, gdzie innowacje gonią innowacje, niektóre technologie zapisują się w historii jako kamienie milowe. Jedną z nich jest silnik PD, czyli jednostka napędowa wyposażona w pompowtryskiwacze. Choć dziś ustąpiły miejsca bardziej zaawansowanym systemom, zrozumienie ich działania pozwala docenić ewolucję silników wysokoprężnych i ich wpływ na rozwój motoryzacji.

Czym jest silnik PD?

Skrót PD pochodzi od niemieckiego terminu "Pumpe-Düse", co dosłownie oznacza "pompa-dysza". Jest to technologia wtrysku paliwa stosowana w silnikach Diesla, w której każdy cylinder posiada własny, zintegrowany element: pompowtryskiwacz. W przeciwieństwie do tradycyjnych systemów, gdzie osobna pompa dostarcza paliwo do wszystkich wtryskiwaczy, tutaj każdy wtryskiwacz jest jednocześnie pompą, zdolną do generowania bardzo wysokiego ciśnienia.

System ten został spopularyzowany głównie przez koncern Volkswagen Group (Audi, Skoda, Seat, VW) na przełomie wieków, stając się symbolem ich diesli TDI przez wiele lat. Była to odpowiedź na rosnące wymagania dotyczące ekonomiki spalania i redukcji emisji spalin, przed szerokim upowszechnieniem się technologii Common Rail.

Jak działa pompowtryskiwacz?

Kluczem do zrozumienia działania silnika PD jest właśnie budowa i zasada pracy pompowtryskiwacza. To skomplikowany komponent, który łączy w sobie funkcje pompy wysokiego ciśnienia i wtryskiwacza paliwa. Jest on napędzany bezpośrednio przez wałek rozrządu silnika, co stanowi jedną z jego najbardziej charakterystycznych cech.

• Napęd krzywką: Każdy pompowtryskiwacz ma swoją dedykowaną krzywkę na wałku rozrządu. Kiedy krzywka naciska na popychacz pompowtryskiwacza, generowane jest wysokie ciśnienie.
• Generowanie ciśnienia: W momencie nacisku, tłoczek w pompowtryskiwaczu spręża paliwo do ekstremalnie wysokich wartości, często przekraczających 2000 barów.
• Wtrysk paliwa: Po osiągnięciu odpowiedniego ciśnienia i w odpowiednim momencie (sterowanym elektronicznie), zawór elektromagnetyczny otwiera dyszę wtryskiwacza, a paliwo jest precyzyjnie atomizowane i wtryskiwane bezpośrednio do komory spalania.
• Precyzja: Dzięki indywidualnemu napędowi i sterowaniu, system PD umożliwiał bardzo precyzyjne dawkowanie paliwa i realizację wtrysków wielofazowych, co poprawiało proces spalania.

Zalety technologii PD

W czasach swojej świetności silniki PD oferowały szereg znaczących korzyści, które przyczyniły się do ich popularności:

• Wysokie ciśnienie wtrysku: Możliwość generowania bardzo wysokiego ciśnienia bezpośrednio przy wtryskiwaczu skutkowała lepszym rozpyleniem paliwa i efektywniejszym spalaniem.
• Niska emisja cząstek stałych: Dzięki precyzyjnemu wtryskowi i efektywności, silniki PD były w stanie osiągać stosunkowo niskie emisje szkodliwych substancji (jak na tamte czasy).
• Dobra ekonomia paliwa: Precyzyjne dawkowanie paliwa przekładało się na niższe zużycie, co było kluczowe dla wielu kierowców.
• Szybka reakcja: Bezpośrednie sterowanie wtryskiem zapewniało dobrą dynamikę i reakcję silnika na dodanie gazu.

Wady i wyzwania

Mimo swoich zalet, technologia pompowtryskiwaczy miała również swoje ograniczenia, które ostatecznie przyczyniły się do jej zmierzchu:

• Hałas: Ze względu na specyfikę działania i gwałtowne wtryski, silniki PD były często postrzegane jako głośniejsze i bardziej szorstkie w pracy niż ich odpowiedniki Common Rail.
• Skomplikowana konstrukcja: Zintegrowanie pompy i wtryskiwacza w jednej obudowie sprawiało, że pompowtryskiwacze były skomplikowanymi i drogimi w produkcji elementami.
• Wysokie koszty napraw: Awarie pompowtryskiwaczy wiązały się z wysokimi kosztami wymiany lub regeneracji, co było znaczącym obciążeniem dla właścicieli pojazdów.
• Mniejsza elastyczność: W porównaniu do systemu Common Rail, gdzie ciśnienie jest gromadzone w zasobniku i niezależne od wałka rozrządu, PD oferowało mniejszą elastyczność w kształtowaniu przebiegu ciśnienia i wielofazowych wtrysków, co utrudniało spełnianie coraz ostrzejszych norm emisji.

Dlaczego silniki PD są historią?

Głównym powodem wyparcia technologii PD przez systemy Common Rail były normy emisji spalin, zwłaszcza Euro 4 i późniejsze. System Common Rail, z jego niezależnym od obrotów silnika ciśnieniem wtrysku i możliwością wykonywania wielu, bardzo precyzyjnych wtrysków pilotażowych i powtrysków, okazał się znacznie bardziej elastyczny i efektywny w redukcji szkodliwych substancji. Pozwalał na cichszą pracę silnika i lepsze zarządzanie procesem spalania, co było trudniejsze do osiągnięcia w technologii pompowtryskiwaczy. Dziś silniki PD są już rzadkością w nowych pojazdach, ustępując miejsca nowoczesnym dieslom Common Rail.