EGR

emner:

generelt
Formål med EGR-systemet
drift
Høj- og lavtryks EGR
Ulemper og mulige fejl
EGR køler

overordnet:
En EGR (Exhaust Gas Recirculation), også kaldet “UGR” (Exhaust Gas Recirulation) i nogle mærker, har til opgave at returnere en del af udstødningsgasserne til motoren. EGR-ventilen bruges på både benzin- og dieselmotorer. EGR er monteret på udstødningssiden af motorblokken.

Et tykt metalrør løber fra udstødningsmanifolden til EGR-køleren. Dette afkøler de varme udstødningsgasser (effekt af en varmeveksler). Fra EGR-køleren går udstødningsgassen til EGR-ventilen, som blander udstødningsgasserne med den tilførte luft. EGR kan udføres som et højt tryk (kort vej) eller et lavt tryk (lang vej). Begge systemer har deres egne fordele og ulemper. Dette er beskrevet i kapitlet Høj- og Lavtryks EGR (længere på denne side).

EGR-ventilen og rørene kan monteres forskellige steder, men udstødningsgassen tappes altid så tæt på udstødningsmanifolden som muligt. Billedet nedenfor viser de steder, hvor EGR-komponenterne er monteret på motorblokken.

Fordi EGR-ventilen skal åbnes eller helt lukkes i flere positioner, bruges en trinmotor at betjene ventilen.

Formål med EGR-systemet:
Ved at tilføre små mængder udstødningsgas til den friske luft i motorens indsugningskanal falder iltindholdet til forbrændingen. Et lavere iltforhold resulterer i 'mindre god' forbrænding. Forbrændingshastigheden og forbrændingstemperaturen falder. Den lavere temperatur på forbrændingsgasserne reducerer indholdet af nitrogenoxid (NOx). Dette gør udstødningsgasserne renere, hvilket gavner miljøkravene.

I ældre motorer er EGR-ventilen lukket, når motoren er kold. På de nye motorer er ventilen også åben, når motoren er kold, så de varme udstødningsgasser hjælper med at varme motoren op. EGR'en er ude af drift ved acceleration, deceleration og tomgang. Ved delbelastning er operationen fuldt udnyttet.

Operation:
Computeren styrer mængden af udstødningsgas, der kan returneres til motoren baseret på følgende data:

Motorbelastningen (EGR virker kun ved delbelastning; ved fuld belastning er ventilen lukket).
Motorhastigheden (hvis hastigheden er for lav eller for høj, er ventilen lukket).
Indsugningsluftens temperatur.

Computeren bruger disse data til at styre magnetventilen med en bestemt driftscyklus. Hvis forskellen er minimal, styres vakuumomformeren på en sådan måde, at EGR-ventilen ikke aktiveres. I denne hvileposition overfører magnetventilen det udvendige lufttryk til EGR-ventilen. Men hvis mængden af indsuget luft er større end den nødvendige mængde luft, styres magnetventilen på en sådan måde, at vakuum fra vakuumpumpen også påføres EGR-ventilen. Magnetventilen regulerer vakuumet fra vakuumpumpen til EGR-ventilen. Dette bevirker, at EGR-ventilen åbner så langt, at forskellen mellem den nødvendige og indsugede luft altid er minimal.

Høj- og lavtryks EGR:
Udstødningsgasrecirkulationssystemet kan opdeles i to systemer, nemlig højtryks-EGR og lavtryks-EGR. Forskellen er, hvor udstødningsgasserne forgrenes fra udstødningen. Betjening, fordele og ulemper ved begge systemer er beskrevet nedenfor.

Højtryks EGR (kort vej):
Udstødningsgasserne føres allerede tilbage til motoren før turboen. Der er et EGR-rør mellem udstødningsmanifolden og turboen. Der er ofte en køler på dette rør for at reducere udstødningsgastemperaturen. EGR-ventilen er for enden af dette rør. Når EGR-ventilen åbner, blandes udstødningsgasserne i ledningen med indsugningsluften, der tilføres fra intercooleren til motorindtaget.

Fordele ved højtryks-EGR:

EGR kan tilpasses meget hurtigt til den dynamiske motortilstand.
Under en koldstart hjælper EGR med at hæve temperaturen i forbrændingskammeret så hurtigt som muligt (standard for dieselmotorer i EURO III-generationen og senere).

ulemper:

Forurening i indtagskanalen på grund af soddannelse.
Udstødningsgassen skal afkøles mere, end når der anvendes en lavtryks-EGR.
Udstødningsgasstrømmen udnyttes ikke fuldt ud til at drive turboens turbine; en del af gassen er allerede tappet før turboen.

Lavtryks EGR (lang rute):
Udstødningsgasserne føres først tilbage til motorens indsugning efter partikelfilteret. Normalt er EGR-ventilens udløb forbundet med kompressorens indløb (som vist på figuren), men nogle gange er det forbundet mellem intercooleren og indsugningsmanifolden. Ulempen er, at den tilbageførte udstødningsgas har for lavt tryk og hastighed. For at løse dette monteres en ekstra ventil i udstødningen (efter EGR-grenen). I det øjeblik denne ekstra ventil lukker, øges trykket mellem turboen og ventilen. Udstødningsgasserne vil blive ledt gennem grenen til EGR-ventilen på grund af det øgede tryk.

Fordele ved lavtryks-EGR:

Al udstødningsgassen er allerede brugt i turboens turbine
Udstødningsgastemperaturen er lav (uden brug af en EGR-køler) på grund af højtryks-EGR.
EGR-gas er renere, blandt andet fordi partikelfilteret allerede har udført udstødningsgasefterbehandlingen, så der er mindre motorforurening på grund af soddannelse.

ulemper:

Tilførslen af udstødningsgas til indsugningsluften (i henhold til den dynamiske motortilstand) er langsommere, fordi EGR'en skal tilbagelægge en længere afstand.
EGR-ventilen er længere væk fra indsugningsventilerne.

Ulemper og mulige fejl:
EGR-ventilen forbedrer ikke motorens ydeevne. Brug af EGR-ventilen kan reducere ydeevnen og øge forbruget. Intern forurening vil også stige kraftigt (se billede). Snavset klæber til alt og forurener på denne måde også indsugningsmanifolden og motorens indsugningsventiler. Især med en rolig kørestil forbliver disse forurenende stoffer i motoren.

Den eneste fordel ved EGR er, at udstødningsgasserne er renere; NOx-emissionerne er faldende. Med de ældre dieselmotorer kunne EGR-ventilerne nemt lukkes ved hjælp af en lukkeplade. Producenterne af nye biler bruger sensorer og andre metoder til at sikre, at det ikke længere er muligt at slukke for EGR eller at vildlede den, fordi trykkene måles forskellige steder i røret. Derfor skal nyere biler også foretage en softwaretilpasning til motorstyringssystemet. Dette er ofte en del af den nye software til chiptuning.

Det kan ske, at EGR-ventilen utilsigtet forbliver åben, mens den ikke styres. Der tilføres så for mange udstødningsgasser til motoren. Med en læseenhed kan vi genkende dette ved at:

en (permanent) høj indsugningslufttemperatur som følge af udstødningsgasserne (se siden om temperaturfølere);
for lav værdi af luftmassemåleren: en stor procentdel af den indgående luft består af luft, der kommer fra EGR, i stedet for fra luftfilteret.

EGR køler:
Temperaturen på udstødningsgasserne er cirka 300 grader ved dellast (ved konstant temperatur på motorvejen) og mere end 700 grader ved fuld last. Men jo koldere luft, der tilføres indsugningen, jo bedre yder motoren. Kold luft indeholder mere ilt. Varm luft udvides mere og indeholder derfor mindre ilt. Alligevel føres varme udstødningsgasser tilbage til motoren.
Der er ofte en EGR-køler mellem EGR-ventilen og motorens indsugning. Dette fungerer som en varmeveksler. Kølevæske strømmer gennem EGR-køleren (i faste kanaler, så det ikke kommer i direkte kontakt med udstødningsgasserne). Kølevæsken optager varmen fra udstødningsgasserne. Kølevæsken bliver varmere, og udstødningsgasserne afkøles derefter. EGR-køleren sænker temperaturen så meget som muligt, gerne omkring 100 grader.

Mere information om denne varmevekslingsteknik kan findes i kapitlet varmeveksler.

Ud over EGR bruger benzinmotorer også en EGR sekundær luftpumpe bruges til efterbehandling af udstødningsgasserne og bruges i dieselmotorer SCR (Selective Catalytic Reduction) katalysator med AdBluedoseringssystem anvendt.