المواضيع:
- عام
- الغرض من نظام EGR
- Werking
- الضغط العالي والمنخفض EGR
- العيوب والأعطال المحتملة
- مبرد EGR
عموما:
تتمثل مهمة EGR (إعادة تدوير غاز العادم)، والتي تسمى أيضًا "UGR" (إعادة تدوير غاز العادم) في بعض العلامات التجارية، في إعادة جزء من غازات العادم إلى المحرك. يتم استخدام صمام EGR في محركات البنزين والديزل. يتم تثبيت EGR على جانب العادم من كتلة المحرك.
يمتد أنبوب معدني سميك من مشعب العادم إلى مبرد EGR. يؤدي هذا إلى تبريد غازات العادم الدافئة (تأثير المبادل الحراري). من مبرد EGR، يذهب غاز العادم إلى صمام EGR، الذي يمزج غازات العادم مع الهواء المزود. يمكن إجراء EGR كضغط مرتفع (طريق قصير) أو ضغط منخفض (طريق طويل). كلا النظامين لهما مزايا وعيوب. تم توضيح ذلك في فصل EGR للضغط العالي والمنخفض (مزيد من المعلومات في هذه الصفحة).
يمكن تركيب صمام وأنابيب EGR في أماكن مختلفة، ولكن يتم دائمًا سحب غاز العادم بالقرب من مشعب العادم قدر الإمكان. الصورة أدناه توضح الأماكن التي يتم فيها تركيب مكونات EGR على كتلة المحرك.
نظرًا لأن صمام EGR يحتاج إلى الفتح أو الإغلاق بالكامل في مواضع متعددة، يتم استخدام أحدهما السائر المحركات لتشغيل الصمام.
الغرض من نظام EGR:
عن طريق إضافة كميات صغيرة من غاز العادم إلى الهواء النقي في قناة سحب المحرك، ينخفض محتوى الأكسجين اللازم للاحتراق. يؤدي انخفاض نسبة الأكسجين إلى احتراق "أقل جودة". تنخفض سرعة الاحتراق ودرجة حرارة الاحتراق. تؤدي درجة الحرارة المنخفضة لغازات الاحتراق إلى تقليل محتوى أكسيد النيتروجين (NOx). وهذا يجعل غازات العادم أكثر نظافة، مما يفيد المتطلبات البيئية.
في المحركات القديمة، يتم إغلاق صمام EGR عندما يكون المحرك باردًا. وفي المحركات الجديدة، يكون الصمام مفتوحًا أيضًا عندما يكون المحرك باردًا، بحيث تساعد غازات العادم الدافئة على تدفئة المحرك. لا يعمل نظام EGR عند التسارع والتباطؤ والتباطؤ. عند التحميل الجزئي، يتم استخدام العملية بالكامل.
عملية:
يتحكم الكمبيوتر في كمية غازات العادم التي قد تعود إلى المحرك بناءً على البيانات التالية:
- حمل المحرك (يعمل EGR فقط عند التحميل الجزئي، وعند التحميل الكامل يكون الصمام مغلقًا).
- سرعة المحرك (إذا كانت السرعة منخفضة جدًا أو مرتفعة جدًا، يتم إغلاق الصمام).
- درجة حرارة الهواء الداخل.
يستخدم الكمبيوتر هذه البيانات للتحكم في صمام الملف اللولبي مع دورة عمل معينة. إذا كان الفرق ضئيلا، يتم التحكم في محول الفراغ بطريقة لا يتم تنشيط صمام EGR. في وضع الراحة هذا، ينقل صمام الملف اللولبي ضغط الهواء الخارجي إلى صمام EGR. ومع ذلك، إذا كانت كمية الهواء الممتص أكبر من كمية الهواء المطلوبة، يتم التحكم في صمام الملف اللولبي بطريقة يتم من خلالها تطبيق الفراغ من مضخة التفريغ أيضًا على صمام EGR. ينظم صمام الملف اللولبي الفراغ من مضخة التفريغ إلى صمام EGR. يؤدي هذا إلى فتح صمام EGR بحيث يكون الفرق بين الهواء المطلوب والهواء الممتص ضئيلًا دائمًا.
EGR للضغط المرتفع والمنخفض:
يمكن تقسيم نظام إعادة تدوير غاز العادم إلى نظامين، وهما نظام إعادة تدوير غاز العادم عالي الضغط ونظام إعادة تدوير غاز العادم منخفض الضغط. الفرق هو مكان تفرع غازات العادم من العادم. يتم وصف تشغيل ومزايا وعيوب كلا النظامين أدناه.
ارتفاع ضغط EGR (طريق قصير):
يتم بالفعل إرجاع غازات العادم إلى المحرك قبل التوربو. يوجد أنبوب EGR بين مشعب العادم والتوربو. غالبًا ما يكون هناك مبرد على هذا الأنبوب لتقليل درجة حرارة غاز العادم. يوجد صمام EGR في نهاية هذا الأنبوب. عندما يفتح صمام EGR، تمتزج غازات العادم الموجودة في الخط مع هواء السحب المزود من المبرد الداخلي إلى مدخل المحرك.
مميزات جهاز EGR ذو الضغط العالي:
- يمكن تكييف EGR بسرعة كبيرة مع حالة المحرك الديناميكية.
- أثناء البداية الباردة، سيساعد نظام EGR على رفع درجة الحرارة في غرفة الاحتراق في أسرع وقت ممكن (قياسي لمحركات الديزل من الجيل EURO III وما بعده).
سلبيات:
- تلوث في مجرى السحب بسبب تكوين السخام.
- يجب تبريد غاز العادم أكثر مما هو الحال عند استخدام EGR منخفض الضغط.
- لا يتم استخدام تدفق غاز العادم بشكل كامل لتشغيل توربين التوربين؛ يتم بالفعل استغلال جزء من الغاز قبل التوربو.
EGR الضغط المنخفض (طريق طويل):
لا يتم إرجاع غازات العادم إلى مدخل المحرك إلا بعد مرشح الجسيمات. عادةً ما يكون مخرج صمام EGR متصلاً بمدخل الضاغط (كما هو موضح في الشكل)، ولكن في بعض الأحيان يكون متصلاً بين المبرد الداخلي ومشعب السحب. العيب هو أن غاز العادم المرتجع لديه ضغط وسرعة منخفضان للغاية. لحل هذه المشكلة يتم تركيب صمام إضافي في العادم (بعد فرع EGR). وفي اللحظة التي ينغلق فيها هذا الصمام الإضافي، يزداد الضغط بين التيربو والصمام. سيتم توجيه غازات العادم عبر الفرع إلى صمام EGR بسبب الضغط المتزايد.
مزايا الضغط المنخفض EGR:
- لقد تم بالفعل استخدام كل غاز العادم في توربين التوربو
- درجة حرارة غاز العادم منخفضة (بدون استخدام مبرد EGR) بسبب ارتفاع ضغط EGR.
- يعد غاز EGR أنظف لأنه، من بين أمور أخرى، قام مرشح الجسيمات بالفعل بإجراء معالجة لاحقة لغاز العادم، وبالتالي تقليل تلوث المحرك بسبب تكوين السخام.
سلبيات:
- تكون إضافة غاز العادم إلى هواء السحب (حسب الحالة الديناميكية للمحرك) أبطأ، لأن نظام إعادة تدوير غاز العادم يجب أن يقطع مسافة أطول.
- صمام EGR بعيد عن صمامات السحب.
العيوب والأعطال المحتملة:
صمام EGR لا يحسن أداء المحرك. يمكن أن يؤدي استخدام صمام EGR إلى تقليل الأداء وزيادة الاستهلاك. كما سيزداد التلوث الداخلي بشكل حاد (انظر الصورة). تلتصق الأوساخ بكل شيء، وبهذه الطريقة تلوث أيضًا مشعب السحب وصمامات السحب الخاصة بالمحرك. وخاصة مع أسلوب القيادة الهادئ، تبقى هذه الملوثات في المحرك.
الميزة الوحيدة لنظام إعادة تدوير غاز العادم هي أن غازات العادم تكون أنظف؛ انبعاثات أكاسيد النيتروجين آخذة في التناقص. مع محركات الديزل الأقدم، يمكن بسهولة إغلاق صمامات EGR باستخدام لوحة إغلاق. يستخدم مصنعو السيارات الجديدة أجهزة استشعار وطرق أخرى للتأكد من أنه لم يعد من الممكن إيقاف تشغيل EGR أو تضليله، لأن الضغوط يتم قياسها في أماكن مختلفة في الأنبوب. ولهذا السبب ستحتاج السيارات الأحدث أيضًا إلى إجراء تعديل برمجي على نظام إدارة المحرك. غالبًا ما يكون هذا جزءًا من البرنامج الجديد لضبط الشريحة.
قد يحدث أن يظل صمام EGR مفتوحًا عن غير قصد أثناء عدم التحكم فيه. يتم بعد ذلك تغذية المحرك بعدد كبير جدًا من غازات العادم. باستخدام جهاز القراءة يمكننا التعرف على ذلك من خلال:
- ارتفاع درجة حرارة الهواء الداخل (بشكل دائم) نتيجة لغازات العادم (انظر الصفحة الخاصة بـ أجهزة استشعار درجة الحرارة);
- قيمة منخفضة جدًا لمقياس كتلة الهواء: تتكون نسبة كبيرة من الهواء الوارد من هواء يأتي من EGR، بدلاً من مرشح الهواء.
مبرد EGR:
تبلغ درجة حرارة غازات العادم حوالي 300 درجة عند التحميل الجزئي (عند درجة حرارة ثابتة على الطريق السريع) وأكثر من 700 درجة عند التحميل الكامل. ومع ذلك، كلما كان الهواء الذي يتم توفيره للمدخل أكثر برودة، كان أداء المحرك أفضل. الهواء البارد يحتوي على المزيد من الأوكسجين. الهواء الدافئ أكثر تمددًا وبالتالي يحتوي على كمية أقل من الأكسجين. ومع ذلك، يتم تغذية غازات العادم الدافئة مرة أخرى إلى المحرك.
غالبًا ما يكون هناك مبرد EGR بين صمام EGR ومدخل المحرك. هذا يعمل كمبادل حراري. يتدفق سائل التبريد من خلال مبرد EGR (في قنوات ثابتة، بحيث لا يتلامس بشكل مباشر مع غازات العادم). يمتص المبرد الحرارة من غازات العادم. يصبح سائل التبريد أكثر دفئًا ثم تبرد غازات العادم. يعمل مبرد EGR على خفض درجة الحرارة قدر الإمكان، ويفضل أن تكون حوالي 100 درجة.
يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول تقنية التبادل الحراري هذه في الفصل مبادل حراري.
بالإضافة إلى EGR، تستخدم محركات البنزين أيضًا EGR مضخة هواء ثانوية يستخدم لمعالجة غازات العادم بعد ذلك ويستخدم في محركات الديزل SCR (التخفيض التحفيزي الانتقائي) محفز مع AdBlueتطبيق نظام الجرعات.
