EGR

Předměty:

obecný
Účel systému EGR
Operace
Vysokotlaký a nízkotlaký EGR
Nevýhody a možné poruchy
EGR chladič

Obecné:
Recirkulace výfukových plynů EGR (Exhaust Gas Recirculation), u některých značek nazývaná také „UGR“ (Exhaust Gas Recirculation), má za úkol vracet část výfukových plynů zpět do motoru. EGR ventil se používá u benzínových i naftových motorů. EGR je namontováno na výfukové straně bloku motoru.

Od výfukového potrubí k chladiči EGR vede tlustá kovová trubka. Tím se ochlazují teplé výfukové plyny (efekt výměníku tepla). Z EGR chladiče jdou výfukové plyny do EGR ventilu, který směšuje výfukové plyny s přiváděným vzduchem. EGR lze provádět jako vysokotlaký (krátká cesta) nebo nízkotlaký (dlouhá cesta). Oba systémy mají své výhody a nevýhody. To je popsáno v kapitole High and Low Pressure EGR (dále na této stránce).

EGR ventil a potrubí lze namontovat na různá místa, ale výfukové plyny jsou vždy odváděny co nejblíže výfukovému potrubí. Obrázek níže ukazuje místa, kde jsou na bloku motoru namontovány komponenty EGR.

Protože ventil EGR je potřeba otevřít nebo úplně zavřít ve více polohách, používá se jeden krokový motor k ovládání ventilu.

Účel systému EGR:
Přidáním malého množství výfukových plynů do čerstvého vzduchu v sacím traktu motoru klesá obsah kyslíku pro spalování. Nižší poměr kyslíku má za následek „méně dobré“ spalování. Sníží se rychlost spalování a teplota spalování. Nižší teplota spalin snižuje obsah oxidů dusíku (NOx). Díky tomu jsou výfukové plyny čistší, což prospívá požadavkům na ochranu životního prostředí.

U starších motorů je ventil EGR uzavřen, když je motor studený. U nových motorů je ventil otevřen i při studeném motoru, takže teplé výfukové plyny pomáhají zahřívat motor. EGR je nefunkční při zrychlování, zpomalování a volnoběhu. Při částečném zatížení je provoz plně využit.

Úkon:
Počítač řídí množství výfukových plynů, které se mohou vrátit do motoru na základě následujících údajů:

Zatížení motoru (EGR funguje pouze při částečném zatížení, při plném zatížení je ventil uzavřen).
Otáčky motoru (pokud jsou otáčky příliš nízké nebo příliš vysoké, ventil je uzavřen).
Teplota vstupního vzduchu.

Počítač používá tato data k ovládání solenoidového ventilu s určitým pracovním cyklem. Pokud je rozdíl minimální, je podtlakový měnič řízen tak, aby se neaktivoval EGR ventil. V této klidové poloze přenáší solenoidový ventil tlak vnějšího vzduchu na ventil EGR. Pokud je však množství nasávaného vzduchu větší než požadované množství vzduchu, je elektromagnetický ventil řízen tak, že podtlak z vývěvy je aplikován i na EGR ventil. Elektromagnetický ventil reguluje podtlak z vývěvy do EGR ventilu. Tím dojde k takovému otevření EGR ventilu, že rozdíl mezi potřebným a nasávaným vzduchem je vždy minimální.

Vysokotlaký a nízkotlaký EGR:
Systém recirkulace výfukových plynů lze rozdělit na dva systémy, a to vysokotlaký EGR a nízkotlaký EGR. Rozdíl je v tom, kde jsou výfukové plyny odbočovány z výfuku. Provoz, výhody a nevýhody obou systémů jsou popsány níže.

Vysokotlaký EGR (krátká trasa):
Výfukové plyny se již před turbem vrací zpět do motoru. Mezi výfukovým potrubím a turbem je potrubí EGR. Na tomto potrubí je často chladič pro snížení teploty výfukových plynů. EGR ventil je na konci této řady. Když se ventil EGR otevře, výfukové plyny v potrubí se mísí s nasávaným vzduchem přiváděným z mezichladiče do sání motoru.

Výhody vysokotlakého EGR:

EGR lze velmi rychle přizpůsobit dynamickému stavu motoru.
Při studeném startu pomůže EGR co nejrychleji zvýšit teplotu ve spalovacím prostoru (standardně pro vznětové motory generace EURO III a novější).

Nevýhody:

Kontaminace v sacím traktu v důsledku tvorby sazí.
Výfukové plyny se musí chladit více než při použití nízkotlakého EGR.
Tok výfukových plynů není plně využit k pohonu turbíny turba; část plynu je již sražena před turbem.

Nízkotlaký EGR (dlouhá trasa):
Výfukové plyny se do sání motoru vracejí až za filtrem pevných částic. Obvykle je výstup EGR ventilu připojen ke vstupu kompresoru (jak je znázorněno na obrázku), ale někdy je zapojen mezi mezichladič a sací potrubí. Nevýhodou je, že vracený výfukový plyn má příliš nízký tlak a rychlost. Aby se to vyřešilo, je ve výfuku (za větev EGR) instalován extra ventil. Ve chvíli, kdy se tento extra ventil uzavře, tlak mezi turbem a ventilem se zvýší. Výfukové plyny budou z důvodu zvýšeného tlaku vedeny přes odbočku k EGR ventilu.

Výhody nízkotlakého EGR:

Všechny výfukové plyny již byly použity v turbíně turba
Teplota výfukových plynů je nízká (bez použití chladiče EGR) kvůli vysokotlakému EGR.
Plyn EGR je čistší, protože mimo jiné filtr pevných částic již provedl dodatečnou úpravu výfukových plynů, takže dochází k menšímu znečištění motoru tvorbou sazí.

Nevýhody:

Přidávání výfukových plynů do nasávaného vzduchu (podle dynamického stavu motoru) je pomalejší, protože EGR musí ujet delší vzdálenost.
EGR ventil je dále od sacích ventilů.

Nevýhody a možné poruchy:
Ventil EGR nezlepšuje výkon motoru. Použití EGR ventilu může snížit výkon a zvýšit spotřebu. Vnitřní kontaminace se také prudce zvýší (viz obrázek). Nečistoty ulpívají na všem a tímto způsobem znečišťují i sací potrubí a sací ventily motoru. Zejména při klidném stylu jízdy zůstávají tyto nečistoty v motoru.

Jedinou výhodou EGR je, že výfukové plyny jsou čistší; Emise NOx klesají. U starších vznětových motorů bylo možné ventily EGR snadno uzavřít pomocí uzavírací desky. Výrobci nových aut pomocí senzorů a dalších metod zajišťují, že již není možné EGR vypnout nebo jej uvést v omyl, protože tlaky se měří na různých místech potrubí. Proto bude potřeba u novějších vozů také softwarově upravit systém řízení motoru. To je často součástí nového softwaru pro ladění čipů.

Může se stát, že ventil EGR nechtěně zůstane otevřený, když není ovládán. Do motoru je pak přiváděno příliš mnoho výfukových plynů. U čtecího zařízení to poznáme podle:

(trvale) vysoká teplota nasávaného vzduchu v důsledku výfukových plynů (viz stránka o teplotní senzory);
příliš nízká hodnota měřiče hmotnosti vzduchu: velké procento nasávaného vzduchu se skládá ze vzduchu, který pochází z EGR, místo ze vzduchového filtru.

EGR chladič:
Teplota výfukových plynů je přibližně 300 stupňů při částečném zatížení (při konstantní teplotě na dálnici) a více než 700 stupňů při plném zatížení. Čím chladnější je však vzduch přiváděný do sání, tím lepší výkon motoru. Studený vzduch obsahuje více kyslíku. Teplý vzduch je více expandovaný, a proto obsahuje méně kyslíku. Přesto jsou teplé výfukové plyny přiváděny zpět do motoru.
Mezi EGR ventilem a sáním motoru je často EGR chladič. Toto funguje jako výměník tepla. Chladicí kapalina proudí přes chladič EGR (v pevných kanálech, takže nepřichází do přímého kontaktu s výfukovými plyny). Chladicí kapalina absorbuje teplo z výfukových plynů. Chladicí kapalina se ohřeje a výfukové plyny se pak ochladí. EGR chladič snižuje teplotu, jak jen to jde, nejlépe kolem 100 stupňů.

Více informací o této technice výměny tepla naleznete v kapitole výměník tepla.

Benzinové motory využívají kromě EGR také EGR čerpadlo sekundárního vzduchu používá se k následné úpravě výfukových plynů a používá se u dieselových motorů SCR (Selektivní katalytická redukce) katalyzátor s AdBluepoužit dávkovací systém.