Le pompe o gli iniettori di carburante di quarta generazione non possono essere riparati, ma è necessario sostituirli: Denso, fornitore OE dei sistemi CRS, ci illustra le caratteristiche e il funzionamento di questi componenti.

Una delle caratteristiche chiave del sistema common rail (CRS, Common Rail System), fondamentale per l’ottenimento di quei miglioramenti nell’efficienza che gli si riconoscono, è il fatto di funzionare con il carburante sotto pressione. Con l'evoluzione della tecnologia e il miglioramento delle prestazioni del motore, è aumentata anche la pressione del carburante nel sistema: dai 1.200 bar di quando è stato introdotto il sistema di prima generazione ai 2.500 bar dell’attuale sistema di quarta generazione.

A dimostrazione del rilevante impatto che il passaggio da un CRS di prima a uno di quarta generazione ha prodotto, si confrontino alcuni valori: il consumo di carburante è diminuito del 50%, le emissioni del 90% e la potenza del motore è aumentata del 120%.

Vediamo innanzitutto quali sono gli elementi che compongono il sistema CRS e quale il loro compito. 

Pompe carburante ad alta pressione

Per funzionare correttamente a pressioni così elevate, il CRS si affida a tre elementi vitali: la pompa carburante, gli iniettori e l'elettronica, ognuno dei quali è stato implementato a ogni passaggio generazionale.

Le pompe carburante HP2, in origine utilizzate principalmente per il segmento delle autovetture alla fine degli anni 90, sono passate attraverso diverse evoluzioni e, dopo 20 anni, sono diventate le attuali HP5. Sono disponibili nelle varianti monocilindrico (HP5S) o doppio cilindro (HP5D), a seconda della cilindrata motore.

La pompa è gestita attraverso una valvola di controllo, che assicura il mantenimento della pressione ottimale, indipendentemente dal fatto che il motore sia o meno sotto carico. Accanto alla pompa HP5 utilizzata per autovetture e veicoli commerciali di piccola cilindrata, sono disponibili le versioni HP6 per motori da sei a otto litri e HP7 per cilindrate superiori. 

Iniettori carburante

Sebbene la funzione dell'iniettore carburante non sia cambiata nelle varie generazioni, la complessità del processo di erogazione del carburante si è sviluppata in modo significativo, in particolare per quanto riguarda la distribuzione e la nebulizzazione del carburante nella camera, al fine di massimizzare l'efficienza della combustione. In particolare, è il modo in cui vengono comandati gli iniettori che continua a subire il maggior cambiamento.

Poiché gli standard mondiali sulle emissioni sono diventati sempre più severi, gli iniettori puramente meccanici hanno lasciato il posto a versioni elettromagnetiche a solenoide, che lavorano con un'elettronica sofisticata per migliorare le prestazioni, riducendo conseguentemente le emissioni.
Così come il CRS ha continuato a evolversi, lo hanno fatto anche gli iniettori, proprio per soddisfare i più recenti standard sulle emissioni. Il loro comando ha dovuto diventare sempre più preciso e la necessità di rispondere in microsecondi è oggi un imperativo.

È qui che sono entrati in gioco gli iniettori piezoelettrici.
Invece di dipendere da dinamiche elettromagnetiche, questi iniettori contengono cristalli piezoelettrici che, se esposti a una corrente elettrica, si espandono, tornando alla loro dimensione originale solo quando si scaricano.

L’espansione e la contrazione avvengono in microsecondi e il processo forza il carburante dall'iniettore alla camera. Grazie alla loro velocità, gli iniettori piezoelettrici possono portare a termine più iniezioni per una singola corsa del cilindro rispetto a quelli della tipologia a solenoide, con una pressione del carburante più elevata che migliora ulteriormente l'efficienza della combustione. 

Elettronica: dal solenoide al piezo fino alla tecnologia i-ART

L'ultimo elemento che compone il sistema CRS è la gestione elettronica del processo di iniezione che, come l'analisi di molti altri parametri, viene tradizionalmente misurata con l'utilizzo di un sensore di pressione che indica alla centralina controllo motore la pressione del carburante con la quale viene alimentato il rail.

Nonostante lo sviluppo della tecnologia, i sensori di pressione del carburante possono ancora guastarsi, causando codici di errore e, in casi estremi, l'arresto completo dell'accensione.
Denso è stata pioniera nel proporre un'alternativa più accurata, che misura la pressione nel sistema di iniezione del carburante attraverso un sensore incorporato in ciascun iniettore.
Basata su un sistema di controllo a circuito chiuso, la tecnologia Denso Intelligent - Accuracy Refinement Technology (i-ART) è rappresentata da un iniettore ad autoapprendimento, dotato di un proprio microprocessore. Questo gli consente di regolare autonomamente e a livelli ottimali la quantità e i tempi di iniezione del carburante e di comunicare queste informazioni alla centralina di controllo motore. Ciò le consente di monitorare e adattare continuamente l'iniezione di carburante per la combustione in ognuno dei cilindri e di auto-compensarsi anch’essa nel corso della sua vita utile.

La tecnologia i-ART è un’evoluzione che Denso non soltanto ha incorporato nei suoi iniettori piezoelettrici di quarta generazione, ma anche in versioni selezionate della stessa generazione attivate da solenoide.
La combinazione di un’iniezione a pressione più alta e della tecnologia i-ART rappresenta la svolta che aiuta a massimizzare le prestazioni motore e a ridurre il consumo energetico, per un ambiente più sostenibile, promuovendo anche la fase successiva dell'evoluzione del diesel.
 

La competenza nel common rail

Denso è uno dei protagonisti nello sviluppo ed evoluzione della tecnologia diesel. Nel 1991 è stato il primo produttore di primo equipaggiamento di candelette in ceramica e ha aperto la strada al sistema common rail (CRS) nel 1995. La competenza maturata in questo campo consente all'azienda di supportare i costruttori auto a livello globale nella produzione di veicoli sempre più reattivi, efficienti e affidabili.

In aftermarket, Denso fornisce attualmente diversi prodotti per i sistemi common rail di quarta generazione, destinati alle applicazioni più diffuse sul mercato.
Per soddisfare al meglio le esigenze dei propri clienti, per i ricambi del common rail così come per tutta la propria gamma, Denso si avvale di un team di esperti a supporto di ogni tipo di richiesta, dalle informazioni su codici e disponibilità a magazzino, fino ai più completi seminari tecnico commerciali erogati a distributori e officine, sia in presenza sia online.