Teemad:
- üld-
- EGR-süsteemi eesmärk
- Werking
- Kõrge ja madala rõhuga EGR
- Puudused ja võimalikud rikked
- EGR jahuti
Üldine:
EGR (Exhaust Gas Recirculation), mida mõnel kaubamärgil nimetatakse ka "UGR" (Exhaust Gas Recirculation), on ülesandeks suunata osa heitgaasidest mootorisse. EGR-klappi kasutatakse nii bensiini- kui diiselmootoritel. EGR on paigaldatud mootoriploki väljalaskeküljele.
Väljalaskekollektorist EGR-jahutini jookseb paks metalltoru. See jahutab soojad heitgaasid (soojusvaheti mõju). EGR-jahutist lähevad heitgaasid EGR-klapile, mis segab heitgaasid sissepuhkeõhuga. EGR-i saab teostada kõrgrõhuna (lühike marsruut) või madalrõhuna (pikk marsruut). Mõlemal süsteemil on oma eelised ja puudused. Seda kirjeldatakse peatükis Kõrge ja madalrõhuga EGR (edaspidi sellel lehel).
EGR-klappi ja torusid saab paigaldada erinevatesse kohtadesse, kuid heitgaasid tõmmatakse alati väljalaskekollektori lähedale. Alloleval pildil on näha kohad, kuhu mootoriplokile on paigaldatud EGR-i komponendid.
Kuna EGR-klapp tuleb mitmes asendis avada või täielikult sulgeda, kasutatakse ühte samm-mootor klapi käitamiseks.
EGR-süsteemi eesmärk:
Lisades mootori sisselaskekanalis olevasse värskesse õhku väikeses koguses heitgaase, väheneb põlemisel vajalik hapnikusisaldus. Madalama hapniku suhte tulemuseks on "vähem hea" põlemine. Põlemiskiirus ja põlemistemperatuur vähenevad. Põlemisgaaside madalam temperatuur vähendab lämmastikoksiidi sisaldust (NOx). See muudab heitgaasid puhtamaks, mis toob kasu keskkonnanõuetele.
Vanemate mootorite puhul on EGR-klapp suletud, kui mootor on külm. Uutel mootoritel on klapp avatud ka külma mootoriga, nii et soojad heitgaasid aitavad mootorit soojendada. EGR ei tööta kiirendamisel, aeglustamisel ja tühikäigul. Osalise koormuse korral kasutatakse toimingut täielikult.
Toimimine:
Arvuti juhib mootorisse tagasi suunatavate heitgaaside hulka järgmiste andmete alusel:
- Mootori koormus (EGR töötab ainult osalise koormuse korral; täiskoormusel on klapp suletud).
- Mootori pöörlemiskiirus (kui kiirus on liiga madal või liiga kõrge, on klapp suletud).
- Sissetuleva õhu temperatuur.
Arvuti kasutab neid andmeid solenoidklapi juhtimiseks teatud töötsükliga. Kui erinevus on minimaalne, juhitakse vaakummuundurit nii, et EGR-klapp ei aktiveeru. Selles puhkeasendis edastab solenoidklapp välisõhu rõhu EGR-klapile. Kui aga sisseimetud õhu hulk on suurem kui nõutav õhuhulk, juhitakse solenoidklappi nii, et vaakumpumbast tulev vaakum suunatakse ka EGR-klapile. Solenoidklapp reguleerib vaakumit vaakumpumbast EGR-klapini. See põhjustab EGR-klapi avanemise nii kaugele, et vahe vajaliku ja imetava õhu vahel on alati minimaalne.
Kõrge ja madala rõhuga EGR:
Heitgaasitagastussüsteemi saab jagada kaheks süsteemiks, nimelt kõrgsurve- ja madalrõhuga EGR-ks. Erinevus seisneb selles, kus heitgaasid on heitgaasist hargnenud. Mõlema süsteemi toimimist, eeliseid ja puudusi kirjeldatakse allpool.
Kõrgsurve EGR (lühike tee):
Heitgaasid suunatakse juba enne turbot mootorisse tagasi. Väljalaskekollektori ja turbo vahel on EGR toru. Sageli on sellel torul jahuti, mis vähendab heitgaasi temperatuuri. EGR-klapp on selle rea lõpus. Kui EGR-klapp avaneb, segunevad torus olevad heitgaasid vahejahutist mootori sisselaskeavasse juhitava sisselaskeõhuga.
Kõrgsurve EGR-i eelised:
- EGR-i saab väga kiiresti kohandada vastavalt mootori dünaamilisele seisundile.
- Külmkäivituse ajal aitab EGR võimalikult kiiresti temperatuuri põlemiskambris tõsta (standard EURO III põlvkonna ja hilisemate diiselmootorite jaoks).
Miinused:
- Saaste sisselaskekanalis tahma moodustumise tõttu.
- Heitgaasi tuleb jahutada rohkem kui madala rõhuga EGR-i kasutamisel.
- Heitgaasi voolu ei kasutata turbo turbiini juhtimiseks täielikult ära; osa gaasist tõmmatakse juba enne turbot välja.
Madala rõhuga EGR (pikk tee):
Heitgaasid suunatakse mootori sisselaskeavasse alles pärast tahkete osakeste filtrit. Tavaliselt on EGR-klapi väljalaskeava ühendatud kompressori sisselaskeavaga (nagu on näidatud joonisel), kuid mõnikord on see ühendatud vahejahuti ja sisselaskekollektori vahel. Puuduseks on see, et tagastatud heitgaasil on liiga madal rõhk ja kiirus. Selle lahendamiseks paigaldatakse väljalasketorusse lisaventiil (pärast EGR-i haru). Hetkel, kui see lisaklapp sulgub, suureneb rõhk turbo ja klapi vahel. Suurenenud rõhu tõttu juhitakse heitgaasid läbi haru EGR-klapile.
Madala rõhuga EGR-i eelised:
- Kogu heitgaas on turbo turbiinis juba ära kasutatud
- Heitgaasi temperatuur on madal (ilma EGR-jahutit kasutamata) kõrge rõhuga EGR-i tõttu.
- EGR-gaas on puhtam, kuna muuhulgas on tahkete osakeste filter juba heitgaaside järeltöötluse läbi viinud, seega on tahma tekkest tingitud mootori saastet vähem.
Miinused:
- Heitgaasi lisamine sisselaskeõhku (vastavalt mootori dünaamilisele seisukorrale) on aeglasem, kuna EGR peab läbima pikema vahemaa.
- EGR-klapp on sisselaskeklappidest kaugemal.
Puudused ja võimalikud rikked:
EGR-klapp ei paranda mootori jõudlust. EGR-klapi kasutamine võib vähendada jõudlust ja suurendada tarbimist. Samuti suureneb järsult sisemine saastatus (vt pilti). Mustus kleepub kõigele külge ja saastab niimoodi ka sisselaskekollektori ja mootori sisselaskeklapid. Eriti rahuliku sõidustiili puhul jäävad need saasteained mootorisse.
EGR-i ainus eelis on see, et heitgaasid on puhtamad; NOx heitkogused vähenevad. Vanemate diiselmootorite puhul sai EGR-klappe hõlpsasti sulgemisplaadi abil sulgeda. Uute autode tootjad tagavad andurite ja muude meetoditega, et EGR-i ei oleks enam võimalik välja lülitada ega eksitada, sest rõhku mõõdetakse torus erinevates kohtades. Seetõttu tuleb ka uuematel autodel mootori juhtimissüsteemi tarkvaraliselt kohandada. See on sageli osa uuest kiibi häälestamise tarkvarast.
Võib juhtuda, et EGR-klapp jääb kogemata avatuks, kui seda ei kontrollita. Seejärel juhitakse mootorisse liiga palju heitgaase. Lugemisseadmega saame selle ära tunda järgmiselt:
- heitgaaside tõttu (püsivalt) kõrge sisselaskeõhu temperatuur (vt lehekülge temperatuuriandurid);
- õhumassimõõtja liiga madal väärtus: suur osa sissetulevast õhust koosneb õhust, mis tuleb EGR-ist, mitte õhufiltrist.
EGR jahuti:
Heitgaaside temperatuur on osakoormusel (konstantsel temperatuuril maanteel) ligikaudu 300 kraadi ja täiskoormusel üle 700 kraadi. Mida külmem on aga sisselaskeavasse juhitav õhk, seda paremini mootor töötab. Külm õhk sisaldab rohkem hapnikku. Soe õhk on rohkem paisunud ja sisaldab seetõttu vähem hapnikku. Siiski juhitakse soojad heitgaasid tagasi mootorisse.
Sageli on EGR-klapi ja mootori sisselaskeava vahel EGR-jahuti. See töötab soojusvahetina. Jahutusvedelik voolab läbi EGR-jahuti (fikseeritud kanalites, nii et see ei puutu otseselt kokku heitgaasidega). Jahutusvedelik neelab soojuse heitgaasidest. Jahutusvedelik muutub soojemaks ja heitgaasid seejärel jahtuvad. EGR-jahuti alandab temperatuuri nii palju kui võimalik, soovitavalt 100 kraadi ringis.
Lisateavet selle soojusvahetustehnika kohta leiate peatükist soojusvaheti.
Lisaks EGR-ile kasutavad bensiinimootorid ka EGR-i sekundaarne õhupump kasutatakse heitgaaside järeltöötluseks ja diiselmootorites SCR (selektiivne katalüütiline reduktsioon) katalüsaator koos AdBluerakendatud doseerimissüsteemi.
