Proces sterowania zachodzi w wyniku przekazywania impulsów do zaworu elektromagnetycznego wtryskiwacza każdego z cylindrów silnika. Wtrysk paliwa w zasobnikowym układzie wtryskowym dzieli się na wtrysk: wstępny, zasadniczy i dotrysk.
Wtrysk wstępny polega na wtryśnięciu małej dawki paliwa (o objętości do 4 mm3) służącej poprawie sprawności spalania, uzyskaniu podwyższonego ciśnienia sprężania wskutek wstępnych reakcji lub częściowego spalania, skróceniu okresu opóźniania zapłonu dla wtrysku zasadniczego, wzrostowi szybkości narastania ciśnienia oraz zmniejszeniu maksymalnego ciśnienia spalania. Wtrysk zasadniczy dostarcza energii potrzebnej do wykonania określonej pracy oddawanej przez silnik za pomocą wału korbowego. Z kolei dotrysk następuje po wtrysku zasadniczym podczas suwu rozprężania i suwu wylotu do 220o OWK po ZZ.

Wprowadzona dodatkowa, ściśle określona, dawka paliwa odparowuje w spalinach wskutek podwyższonej temperatury. Mieszanina spalin i dawkowanego paliwa wyprowadzana jest przez zawory wylotowe do układu wylotowego silnika. W wyniku pracy układu recyrkulacji spalin część dawki paliwa podlegającej dotryskowi wprowadzana jest ponownie do komory spalania, gdzie ulega spaleniu, odgrywając w tym momencie rolę bardzo wczesnego wtrysku wstępnego. Dozowana dodatkowa ilość paliwa stanowi czynnik redukujący (utleniający) dla azotu. Skutkiem tych działań jest obniżona wartość NOx w spalinach.

Regulacja wtrysku na przykładzie silnika CDI
W silniku CDI 2,2 l zastosowano elektronicznie sterowany układ wtryskowy z rozdzielaczową pompą wtryskową (EPIC - ang. Electronically Programmed Injection Control). Pod względem konstrukcyjnym pompa rozdzielaczowa w odróżnieniu od pomp szeregowych (każdy wtryskiwacz zasilany jest przez oddzielny tłoczek) ma tylko dwa tłoczki obracające się w jednym wirniku. Regulacja ilości wtryskiwanego paliwa i początku wtrysku (wartość zmienna zależna od wzrostu prędkości obrotowej silnika) następuje dzięki jednemu tłoczkowi sterowanemu hydraulicznie zaworem magnetycznym. Elektroniczny sterownik silnika steruje zaworami w wyniku podawania odpowiedniego impulsu sterującego, którego rodzaj i czas zależą od parametrów rejestrowanych przez czujniki (sygnałów przetworzonych przez odpowiednie sterowniki - charakterystyk wzorcowych do rzeczywistych). Do najważniejszych sygnałów mających wpływ na charakter impulsów sterujących sterownika EDC należą te płynące z czujników: ciśnienia w kolektorze dolotowych, prędkości obrotowej silnika, temperatury cieczy chłodzonej, temperatury zasysanego powietrza, temperatury paliwa i położenia pedału przyspieszania. Elektroniczny sterownik silnika, oprócz kontroli pracy zaworu
magnetycznego w pompie rozdzielaczowej (rys. 1.), kieruje również układem recyrkulacji spalin (AGR - niem. bgasruckfuhrung) i dławieniem powietrza zasysanego (ALD - niem. Ansaugluftdrosselung). Zawór recyrkulacji spalin i przesłona dławiąca uruchamiane są za pomocą nastawników pneumatycznych.

UWAGA!
Silnik się wyłączy, jeżeli: zawór jest uszkodzony, elektroniczny sterownik silnika nastawia zerową ilość wtryskiwanego paliwa lub zostanie przerwany dopływ prądu zasilającego zawór, nastąpi wyłączenie zapłonu lub wykryty zostanie błąd przez elektroniczny sterownik silnika. Diagnostykę zasobnikowego układu wtryskowego w większości silników wykonuje się podobnie, szczególnie w przypadku odczytów błędów zapisanych w rejestrach elektronicznego sterownika silnika za pomocą diagnoskopu. W ramach tych czynności zaleca się wstępnie podłączenie diagnoskopu przez odpowiednie złącze diagnostyczne i skorzystanie z funkcji samodiagnozy pojazdu. Układ samodiagnozy porównuje wartości sygnałów z obwodów elektronicznego sterownika wraz z wartościami wymaganymi. Jeżeli wartości sygnałów rzeczywistych pochodzących z układów pomiarowych nie odpowiadają wartościom wymaganym zaprogramowanym w pamięci sterownika, do pamięci sterownika automatycznie wprowadzany jest kod usterki. Odczytywane za pomocą diagnoskopu z pamięci sterowników kody usterek stanowią nieocenioną pomoc w identyfikacji uszkodzenia. Należy jednak pamiętać, by diagnoskop był dostosowany do określonej marki pojazdu, a złącze diagnostyczne (adapter) odpowiadał gniazdu w pojeździe - wówczas urządzenie umożliwi pełną diagnozę pokładową pojazdu. Stosowane obecnie diagnoskopy uniwersalne nie odczytują wszystkich parametrów pojazdu i kodów usterek, dlatego diagnosta nie może przy ich pomocy zidentyfikować przyczyny usterki - uzyskuje jedynie wynik preferowany przez urządzenie, co może skutkować brakiem odczytu pozostałych możliwych niesprawności. W ramach przeprowadzonych czynności i odczytu kodów usterek należy je porównać z odnośnikami indentyfikacyjnymi zawartymi w książce serwisowej producenta pojazdu. Taka diagnoza stanowi dobre źródło informacji wyłącznie wtedy, gdy oprogramowanie diagnoskopu i elektroniczny sterownik silnika umożliwiają odczyt charakterystyk napięciowych w funkcji czasu większości parametrów mających zasadniczy wpływ na pracę silnika. Charakterystyki odczytane w praktyce przedstawiane są jako wartości zadane i wartości rzeczywiste. Pojawiające się w nich rozbieżności (dotyczące wartości granicznych parametrów i przebiegów) świadczą o uszkodzeniu elementu podlegającemu badaniu diagnostycznemu. Koszt zakupu profesjonalnego diagnoskopu jest znaczący, dlatego diagnostyka przy pomocy odczytów danych z rejestrów elektronicznego sterownika silnika i skorzystania z funkcji samodiagnozy nie zawsze jest możliwa. Należy wówczas pamiętać o diagnozie przeprowadzonej przy użyciu miernika uniwersalnego i oscyloskopu, która może dać podobne efekty w lokalizacji i ustaleniu przyczyny niesprawności.

UWAGA!
Powyższe zestawienie odnosi się do niesprawności typowych, łatwych do zdiagnozowania. Współcześnie produkowane silniki z zasobnikowym układem wtryskowym wyposażone są w sporo czujników i nastawników, których uszkodzenie może spowodować wystąpienie każdego z powyższych objawów. Wówczas należy przystąpić do diagnozy za pomocą miernika, oscyloskopu lub diagnoskopu - przy założeniu, że przyczyną niesprawności jest usterka elektroniczna. Niektóre elementy (głównie wykonawcze) można sprawdzać w inny sposób i to bez konieczności korzystania z powyższych urządzeń pomiarowych (np. wtryskiwacze). Kolejność diagnozowania elementów mających wpływ na pracę zasobnikowego układu wtryskowego jest uzależniona od przypuszczalnej przyczyny usterki, dlatego nie można jednoznacznie określić toku postępowania. Poniżej przedstawiono procedury badania wszystkich elementów mających wpływ na pracę zasobnikowego układu wtryskowego na przykładzie pojazdu marki Mercedes 2,2 l CDI.

mgr inż. Piotr Wróblewski 

Więcej informacji w najnowszym „autoEXPERCIE" 3/2013.