Dieselruiskutuksen kehityksestä

Dieselmoottori keksintönä on mainio. Rudolf Diesel valmisti ensimmäisen toimivan dieselmoottorin vuonna 1897.  Jo keksimisensä aikoihin se yllätti taloudellisuudellaan. Sen aikaiset polttomoottorit olivat suuren kehityksen alaisia ja kilpailu eri ratkaisujen välillä oli kovaa.

Nykymuotoon kehitettynä sen hyötysyhde on mitä parhain lämpövoimakoneista. Dieselmoottorin suurin etu ottomoottoriin verrattuna on hyvä hyötysuhde myös osakuormituksella. Se on myös helppo toteuttaa ahdettuna, mikä nykyään on tapana. Tämä vahvistaa moottorin vääntöominaisuuksia ja taloudellisuutta.

Ruiskutuslaitteiden pioneereja ovat Bosch ja Lucas-CAV, nykyinen Delphi. Aasiassa vaikuttavat Denso ja Zexel (ent. Diesel Kiki).  Näillä kahdella on ollut esikuvana Boschin pumput. Boschin lisenssin haltijoita on ollut useampia, myös amerikassa. Stanadyne amerikkalaisena tekee laajalti ruiskutuslaitteita. Caterpillar ja Cummins valmistavat myös omia järjestelmiään.  Tunnettuja entisiä valmistajia olivat Simms, Roosa Master, Bryce. Nämä ja monet muut ovat yhdistyneet suurempiin tai lopettaneet.

Dieselruiskutuslaitteet ovat mullistuneet viime aikoina todella paljon.   Muistellaanpa entisaikojen diesellaitteita: Riviruiskutuspumput, yksikköpumput, jakajapumput ja mekaaniset pumppusuuttimet.  Mekaanisella pumpulla jokainen annos ruiskutettiin yksittäisillä pumppuelementin työiskuilla ja ruiskutuspaine riippui juuri kierrosluvusta. Ajoituksen säätökin oli rajoittunutta.

Ensimmäinen varsinainen murros tapahtui kun nämä polttoainetta  sylinteriin tuottavat pumput varustettiin sähköisellä säädöllä.

EDC, eli Electronic Diesel Control (elektroninen ohjaus dieselissä) mahdollisti polttoaineannoksen tarkemman säädön moottorista mitattujen suureiden perusteella. Tämän ansiosta teho kasvoi ja päästöt vähenivät. Dieselkorjauspuolella tarvittiin uusia investointeja korjausvarusteisiin. Tuli EDC koeajovarustus ja koulutusta tarvittiin lisää. Tässä vaiheessa korjaamisen lisäksi alettiin tarvita sähköistä vianetsintää, moottorissa saattoi usein olla pumpusta erillään oleva vika. Koska sähköisiä antureita oli laitettu eri puolille moottoria, piti tietää niiden toiminta ja osata tutkia vikaa sopivilla mittareilla. Alkeelliset vikakoodijärjestelmät  ja ensimmäiset vikakoodien lukulaitteet otettiin käyttöön 80-luvulla.

Pumppusuutintekniikka oli käytössä mekaanisena jo ammoin dieselmoottorin historiassa. Lähinnä se oli suurien moottoreiden varuste, teollisuus- ja laivadieselit. Jonkin verran kuorma-autoissa, esim. Cummins-moottorit.  Sitten 1990-luku toi sähköisesti ohjatut pumppusuuttimet kuorma-autoihin ja mm. VW:n henkilöautoihin.

Rudolf Diesel esitteli yhteipainejärjestelmän perusidean eräässä kirjassaan jo vuonna 1912. Se oli yksinkertainen ja nerokas; pumppaamalla jatkuvasti jakoputkeen polttonestettä, kehitetään suuri paine. Tämä korkeapaine jakoputki (englanniksi „rail“) varastoi polttonesteen kaikkien sylinterien käyttöön. 1990-luvulla Fiat-ryhmä alkoi uudelleen kehitellä tätä alkuperäistä ideaa. Lopulta järjestelmän kehittämistä jatkoi Bosch.

1997 ensimmäinen Commonrail järjestelmä tuli sarjatuotantoon. Nyt oli mahdollisuus ruiskuttaa dieselpolttoaine sylinteriin lähes millä paineella tahansa riippumatta moottorin kierrosluvusta. Samoin ruiskutuksen ajoitus voitiin säätää mielivaltaisesti sekä ruiskuttaa useita annoksia peräkkäin samalla sylinterin työkierrolla.  Maksimipaine oli aluksi 1350 bar.

Maksimiruiskutuspaineen nousu on ollut kehityksen suunta commonrail järjestelmissä. Päästöjen vähentämisen takia palamista on tehostettava. Kehitetään koko ajan parempia laitteita. Nyt on useissa järjestelmissä ylitetty 2000 barin raja.

Valmistustekniikan kehitys mahdollistaa pienireikäiset suuttimet, jolloin polttoaine saadaan sumuuntumaan hienojakoiseksi. Palaminen on tehokasta ja syttymisviive pieni. Moottorin käyntiääni on hiljainen. Kehitys on ollut melkoista.