Σύστημα LTC (Low Temperature Combustion)

Το διάγραμμα αυτό περιγράφει μία αρκετά ενδιαφέρουσα όσο και αποτελεσματική μέθοδο ελαχιστοποίησης των ρύπων, όταν ο κινητήρας λειτουργεί με μεσαία και χαμηλά φορτία. Πρόκειται για την καύση χαμηλής θερμοκρασίας (ή LTC από το Low Temperature Combustion) την οποία χρησιμοποιεί, για παράδειγμα, η Toyota στους κινητήρες D-CAT.
Με τη λειτουργία LTC (στα μικρά και μεσαία φορτία, προφανώς), ένα μέρος του αέρα του κυλίνδρου αντικαθίσταται από καυσαέρια τα οποία, αφού πρώτα περάσουν από έναν ξεχωριστό οξειδωτικό καταλύτη για να καθαριστούν και αφού κρυώσουν με τη βοήθεια ενός intercooler, διοχετεύονται
ξανά στον κύλινδρο μέσω μιας ψηφιακά ελεγχόμενης βαλβίδας EGR. Η ποσότητα των καυσαερίων αυτών είναι απόλυτα ελεγχόμενη, έτσι ώστε το απαιτούμενο καύσιμο για τη συγκεκριμένη εκείνη τη στιγμή επιθυμητή απόδοση, να συναντήσει μέσα στον κύλινδρο τόσο οξυγόνο όσο αρκεί για να σχηματίσει μαζί του στοιχειομετρικό μίγμα (εδώ, τα πράγματα θυμίζουν καταλυτικό βενζινοκινητήρα…). Το αποτέλεσμα είναι μια καύση η οποία εξελίσσεται με βραδείς συγκριτικά ρυθμούς (πράγμα που δεν δημιουργεί πρόβλημα απόδοσης σε έναν αργόστροφο πετρελαιοκινητήρα) και σε
αρκετά χαμηλότερες θερμοκρασίες από τη συμβατική, πτωχή καύση των πετρελαιοκινητήρων. Η χαμηλή θερμοκρασία, σε συνδυασμό με την απουσία περίσσειας οξυγόνου, έχουν ως αποτέλεσμα μια σημαντική μείωση όχι μόνο των οξειδίων του αζώτου (πράγμα που είναι αναμενόμενο) αλλά και της αιθάλης, γεγονός που ανακουφίζει την καπνοπαγίδα και μειώνει τις αιτήσεις της για αναγέννηση. Η εξήγηση για το φαινόμενο αυτό βρίσκεται στη χαμηλή θερμοκρασία: οι μικροπυρήνες αιθάλης δεν μπορούν να συγκολληθούν μεταξύ τους, ώστε να σχηματίσουν μεγάλα σωματίδια, ανθεκτικά στην οξείδωση και επικαλυμμένα με υδρογονάνθρακες. Κατά συνέπεια, μπορεί πιο εύκολα να καούν μέσα σε κύλινδρο, πολύ πριν φτάσουν σε έναν καταλύτη ή βγουν στην ατμόσφαιρα.
Μια άλλη ωφέλεια από τη λειτουργία LTC είναι η αύξηση της θερμοκρασίας του καταλύτη, ακόμα και στο ρελαντί. Αυτό οφείλεται στο ότι, από τη στιγμή που τα καυσαέρια δεν αποκτούν υψηλή θερμοκρασία, μειώνονται οι διαρροές της θερμικής τους ενέργειας μέσω των τοιχωμάτων του κυλίνδρου και του θαλάμου καύσης. Το αποτέλεσμα είναι να διατηρούν μεγάλα ποσά ενέργειας, ακόμα και με το άνοιγμα της βαλβίδας εξαγωγής. Στη συνέχεια, τη Θερμική αυτή ενέργεια την εναποθέτουν στο υπόστρωμα του καταλύτη, ανεβάζοντας τη θερμοκρασία του.
Με άλλα λόγια, εδώ συμβαίνει κάτι ανάλογο με αυτό που παρατηρείται στους βενζινοκινητήρες όταν μειωθεί το αβάνς: η μέγιστη θερμοκρασία καύσης (και η πίεση, όπως και η απόδοση) μειώνεται σημαντικά, αλλά ο κινητήρας παράγει πολύ πιο θερμά καυσαέρια.