- Samodiagnostyka układu zarządzania silnikiem pozwala szybko rozwiązać problem.
- Precyzyjne dozowanie ilości wtryskiwanego paliwa zapewnia redukcję zawartości szkodliwych substancji w spalinach i niskie zużycie paliwa.
- Regulacja prędkości biegu jałowego i ograniczenia prędkości odbywa się automatycznie.
Kiedy silnik wysokoprężny pracuje, do jego cylindrów zasysane jest czyste powietrze, które jest sprężane do wysokiego ciśnienia. W tym przypadku temperatura powietrza wzrasta do 700°C, przekraczając temperaturę zapłonu oleju napędowego. Paliwo wtryskiwane jest do cylindra z pewnym wyprzedzeniem i następuje zapłon. Zatem świece zapłonowe nie służą do zapalania paliwa.
Paliwo dostarczane jest przez pompę zalewową paliwa pod ciśnieniem 3,5 atm. do wysokociśnieniowej pompy paliwa (HPF). Pompa wtryskowa paliwa już przy niskich prędkościach wytwarza stałe ciśnienie sprężania wynoszące ponad 1300 atm.
Od pompy wtryskowej paliwa wychodzi wspólny przewód dystrybucji paliwa (Common Rail) do poszczególnych cylindrów. Wspólny przewód pełni funkcję akumulatora ciśnienia i rozprowadza paliwo pod stałym ciśnieniem do wtryskiwaczy. Ilość wtryskiwanego paliwa dozowana jest z wymaganą dokładnością przez sterownik silnika za pomocą wtryskiwaczy elektromagnetycznych. Jeżeli mikroprocesor jednostki sterującej silnika zamknie np. elektrozawory, wtrysk paliwa ustanie. Innymi słowy, wytwarzanie ciśnienia i wtrysk paliwa zachodzą niezależnie od siebie. Zaletą tego jest to, że wtrysk może nastąpić optymalnie, w zależności od zapotrzebowania i składu spalin, ale niezależnie od prędkości obrotowej silnika.
Aby zoptymalizować spalanie paliwa, wtryskiwacze wielostrumieniowe otwierają się dwustopniowo. W pierwszej kolejności wtryskiwana jest wstępnie niewielka ilość paliwa, co stwarza korzystne warunki zapłonu głównej ilości wtryskiwanego paliwa. W rezultacie prowadzi to do miękkiego i cichego spalania mieszanki paliwowej. Po otwarciu wtryskiwacza niewielka ilość paliwa spływa na wewnętrzne elementy wtryskiwacza, smarując je i wraca do zbiornika paliwa.
Zanim paliwo dostanie się do pompy zalewania paliwa i pompy wtryskowej, jest czyszczone w filtrze paliwa w celu usunięcia zanieczyszczeń i wody. Dlatego ważna jest regularna wymiana filtra w ramach konserwacji.
Pompa zastrzykowa paliwa i pompa wtryskowa nie wymagają konserwacji. Wszystkie ruchome części pomp smarowane są olejem napędowym.
Powietrze zasysane do silnika lub dostarczane z turbosprężarki przechodzi przez filtr powietrza. Turbosprężarka spręża powietrze, które następnie trafia do intercoolera, gdzie zostaje schłodzone po ogrzaniu w wyniku sprężania w turbosprężarce. Chłodzenie pomaga lepiej wypełnić cylindry wymuszonym powietrzem, co z kolei zwiększa moment obrotowy i moc silnika.
Aby zmniejszyć udział substancji szkodliwych w spalinach, silniki wysokoprężne posiadają katalizator utleniający. Jednocześnie układ recyrkulacji zapewnia znaczną redukcję zawartości tlenków azotu w spalinach. Osiąga się to poprzez dostarczanie gazów spalinowych do dolotu powietrza przez silnik, co zmniejsza stężenie tlenu w powietrzu wprowadzanym do cylindrów silnika. Powoduje to opóźniony zapłon i niższe temperatury spalania, co ostatecznie zmniejsza powstawanie NOx. Jednakże proces recyrkulacji spalin musi być precyzyjnie dozowany, gdyż w przeciwnym razie wzrasta zawartość sadzy w spalinach. W tym celu ilość pobieranego powietrza jest określana za pomocą miernika, który umożliwia urządzeniu elektronicznemu kontrolowanie procesu recyrkulacji.
Paliwo wtryskiwane jest bezpośrednio do komory spalania.
Sterowanie silnikiem odbywa się za pomocą układu elektronicznego podobnego do układu sterowania silników benzynowych. System steruje pracą silnika analizując informacje pochodzące z dużej liczby czujników.
Informacje o położeniu wału korbowego i prędkości obrotowej silnika dostarczane są do jednostki sterującej z czujnika położenia wału korbowego. Indukcyjna głowica czujnika znajduje się naprzeciwko koła zamachowego i stale skanuje specjalne ślady naniesione na jego powierzchnię. Kiedy znak przechodzi obok głowicy czujnika, wysyła impuls do jednostki sterującej. Znaki są równomiernie nałożone na powierzchnię koła zamachowego, ale brakuje jednego znaku. Powinien znajdować się 90° przed GMP pierwszego cylindra. Kiedy koło zamachowe przekroczy ten punkt, czujnik nie wysyła impulsu do jednostki sterującej. Urządzenie rozpoznaje tę przerwę i dokładnie określa moment w GMP. Czas trwania tej przerwy służy do określenia prędkości obrotowej silnika.
Informacje o ilości i temperaturze powietrza wchodzącego do silnika pochodzą z czujnika ciśnienia bezwzględnego w kolektorze dolotowym oraz czujników temperatury powietrza. Czujnik ciśnienia bezwzględnego podłącza się do rurociągu za pomocą węża podciśnieniowego i mierzy w nim ciśnienie. Zainstalowane są dwa czujniki temperatury powietrza. Jeden instaluje się przed turbosprężarką, a drugi za intercoolerem. Temperatura i ciśnienie powietrza służą do obliczenia dokładnej ilości paliwa, która musi spaść do wtryskiwaczy.
Czujnik temperatury płynu chłodzącego mierzy temperaturę i przesyła otrzymane informacje do jednostki sterującej. Analizując te informacje, jednostka sterująca dostosowuje skład i czas wtrysku mieszanki paliwowej, a także steruje układem rozgrzewania zimnego silnika.
Włącznik świateł stop i czujnik pedału hamulca informują jednostkę sterującą o aktualnym położeniu pedału hamulca. Po otrzymaniu sygnałów z tych czujników układ sterujący natychmiast wyłącza silnik na biegu jałowym do czasu otrzymania sygnału z czujnika położenia pedału przyspieszenia.
Nie ma kabla przyspieszającego. Zamiast tego montowany jest czujnik położenia pedału przyspieszenia. Czujnik na bieżąco informuje jednostkę sterującą o położeniu pedału, która z kolei dokładnie oblicza parametry wtrysku. Prędkość biegu jałowego jest również kontrolowana przez jednostkę sterującą i nie można jej regulować ręcznie. Analizując informacje pochodzące z różnych czujników, jednostka sterująca oblicza prędkość obrotową biegu jałowego, dostosowując ją w zależności od obciążenia silnika i jego temperatury.
Układ wtrysku paliwa jest układem wtrysku bezpośredniego. Na dnie tłoka znajdują się komory wirowe, które zapewniają zawirowanie paliwa wchodzącego do komór spalania.
Rozgrzewaniem zimnego silnika steruje sterownik silnika. Gdy silnik jest zimny, czas wtrysku jest przesuwany przez jednostkę sterującą. Z kolei sterownik silnika steruje pracą świec żarowych. Świece żarowe są zamontowane w każdym cylindrze i włączane są przed uruchomieniem silnika; działają podczas kręcenia silnikiem rozrusznikiem i przez pewien czas po uruchomieniu silnika. Świece zapłonowe znacznie ułatwiają rozruch zimnego silnika. Po włączeniu zapłonu zapala się lampka na desce rozdzielczej (patrz rozdz Instrukcja obsługi), sygnalizując włączenie świec żarowych. Gdy tylko lampka zgaśnie, możesz uruchomić silnik. Jeśli temperatura otoczenia jest bardzo niska, świece zapłonowe działają jeszcze przez pewien czas po uruchomieniu silnika. Zapewnia to stabilną pracę silnika i redukcję szkodliwych zanieczyszczeń w spalinach.
Ze względu na dobre właściwości rozruchu na zimno silnika z wtryskiem bezpośrednim, wstępne podgrzewanie jest wymagane tylko w temperaturach poniżej -10°C.
Paliwo przepływa przez filtr paliwa. Filtr oddziela paliwo od wody i zanieczyszczeń. Dlatego ważne jest usunięcie wody z paliwa i terminowa wymiana elementu filtrującego.
Operacja zimą
Wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej płynność oleju napędowego zmniejsza się w wyniku wytrącania się parafiny. Olej napędowy w swojej płynności przypomina miód i może zatkać filtr. Z tego powodu zimą do oleju napędowego można dodawać dodatki zwiększające płynność paliwa i umożliwiające uruchomienie silnika przy temperaturach zewnętrznych do -22°C.
Aby zapobiec zatykaniu się filtra paliwa przy niskich temperaturach zewnętrznych, paliwo kierowane jest do wymiennika ciepła.