فاعل، موضوع:
- عمومی
- هدف از سیستم EGR
- عملیات
- EGR فشار بالا و پایین
- معایب و اشکالات احتمالی
- کولر EGR
جلبک:
یک EGR (Exhaust Gas Recirculation) که در برخی از برندها UGR (Exhaust Gas Recirculation) نیز نامیده می شود، وظیفه برگرداندن بخشی از گازهای خروجی به موتور را دارد. سوپاپ EGR در موتورهای بنزینی و دیزلی استفاده می شود. EGR در قسمت اگزوز بلوک موتور نصب شده است.
یک لوله فلزی ضخیم از منیفولد اگزوز به خنک کننده EGR می رود. این امر گازهای خروجی گرم را خنک می کند (اثر یک مبدل حرارتی). از کولر EGR، گاز خروجی به سمت شیر EGR می رود که گازهای خروجی را با هوای عرضه شده مخلوط می کند. EGR را می توان به صورت فشار بالا (مسیر کوتاه) یا فشار کم (مسیر طولانی) انجام داد. هر دو سیستم مزایا و معایب خاص خود را دارند. این در فصل EGR فشار بالا و پایین (در ادامه این صفحه) توضیح داده شده است.
شیر EGR و لوله ها را می توان در مکان های مختلف نصب کرد، اما گاز خروجی همیشه تا حد امکان به منیفولد اگزوز نزدیک می شود. تصویر زیر مکان هایی را نشان می دهد که قطعات EGR روی بلوک موتور نصب شده اند.
از آنجایی که شیر EGR باید در چندین موقعیت باز یا کاملا بسته شود، از یکی استفاده می شود موتور پله ای برای راه اندازی دریچه
هدف سیستم EGR:
با افزودن مقدار کمی گاز خروجی به هوای تازه در مجرای ورودی موتور، محتوای اکسیژن برای احتراق کاهش می یابد. نسبت اکسیژن کمتر باعث احتراق "کمتر خوب" می شود. سرعت احتراق و دمای احتراق کاهش می یابد. دمای کمتر گازهای احتراق باعث کاهش محتوای اکسید نیتروژن (NOx) می شود. این امر باعث تمیزتر شدن گازهای خروجی می شود که به نفع نیازهای زیست محیطی است.
در موتورهای قدیمی، دریچه EGR زمانی که موتور سرد است بسته می شود. در موتورهای جدید، سوپاپ هنگام سرد بودن موتور نیز باز است تا گازهای گرم خروجی به گرم شدن موتور کمک کنند. EGR در هنگام شتاب گیری، کاهش سرعت و در حال حرکت غیرفعال است. در بار بخشی از عملیات به طور کامل استفاده می شود.
کار کردن:
کامپیوتر مقدار گازهای خروجی را که ممکن است بر اساس داده های زیر به موتور بازگردانده شود کنترل می کند:
- بار موتور (EGR فقط در بار جزئی کار می کند؛ در بار کامل سوپاپ بسته است).
- دور موتور (اگر سرعت خیلی کم یا زیاد باشد، سوپاپ بسته است).
- دمای هوای ورودی
کامپیوتر از این داده ها برای کنترل شیر برقی با چرخه کاری خاص استفاده می کند. اگر اختلاف حداقل باشد، مبدل خلاء به گونه ای کنترل می شود که شیر EGR فعال نشود. در این حالت استراحت، شیر برقی فشار هوای بیرون را به شیر EGR منتقل می کند. اما اگر مقدار هوای مکش شده بیشتر از مقدار هوای مورد نیاز باشد، شیر برقی به گونه ای کنترل می شود که خلاء پمپ خلاء به شیر EGR نیز اعمال شود. شیر برقی خلاء را از پمپ خلاء به شیر EGR تنظیم می کند. این باعث می شود که دریچه EGR چنان باز شود که اختلاف بین هوای مورد نیاز و مکیده شده همیشه حداقل باشد.
EGR فشار بالا و پایین:
سیستم گردش گاز خروجی را می توان به دو سیستم تقسیم کرد، یعنی EGR فشار بالا و EGR فشار پایین. تفاوت در جایی است که گازهای خروجی از اگزوز منشعب می شوند. عملکرد، مزایا و معایب هر دو سیستم در زیر توضیح داده شده است.
EGR فشار بالا (مسیر کوتاه):
گازهای خروجی قبل از توربو به موتور بازگردانده می شوند. یک لوله EGR بین منیفولد اگزوز و توربو وجود دارد. اغلب روی این لوله یک کولر برای کاهش دمای گازهای خروجی وجود دارد. شیر EGR در انتهای این خط قرار دارد. هنگامی که دریچه EGR باز می شود، گازهای خروجی در خط با هوای ورودی که از اینترکولر به ورودی موتور می رسد مخلوط می شود.
مزایای EGR فشار بالا:
- EGR را می توان خیلی سریع با شرایط موتور پویا تطبیق داد.
- در هنگام شروع سرد، EGR به افزایش هرچه سریعتر دما در محفظه احتراق کمک می کند (استاندارد برای موتورهای دیزلی نسل EURO III و بالاتر).
مضرات:
- آلودگی در مجرای ورودی به دلیل تشکیل دوده.
- گاز خروجی باید بیشتر از زمانی که از EGR فشار پایین استفاده می شود خنک شود.
- جریان گاز خروجی به طور کامل برای به حرکت درآوردن توربین توربو استفاده نمی شود. بخشی از گاز قبلاً قبل از توربو ضربه زده شده است.
EGR فشار پایین (مسیر طولانی):
گازهای خروجی تنها پس از فیلتر ذرات به ورودی موتور باز می گردند. معمولا خروجی شیر EGR به ورودی کمپرسور متصل می شود (همانطور که در شکل نشان داده شده است) اما گاهی اوقات بین اینترکولر و منیفولد ورودی وصل می شود. نقطه ضعف این است که گاز خروجی برگشتی فشار و سرعت بسیار کمی دارد. برای حل این مشکل، یک سوپاپ اضافی در اگزوز (بعد از شاخه EGR) نصب می شود. لحظه ای که این شیر اضافی بسته می شود، فشار بین توربو و سوپاپ افزایش می یابد. گازهای خروجی به دلیل افزایش فشار از طریق انشعاب به شیر EGR هدایت می شوند.
مزایای استفاده از EGR فشار پایین:
- تمام گازهای خروجی از اگزوز قبلاً در توربین توربو استفاده شده است
- دمای گاز خروجی پایین است (بدون استفاده از کولر EGR) به دلیل فشار بالای EGR.
- گاز EGR تمیزتر است زیرا، از جمله موارد دیگر، فیلتر ذرات قبلاً پس از تصفیه گازهای خروجی را انجام داده است، بنابراین آلودگی موتور به دلیل تشکیل دوده کمتر است.
مضرات:
- افزودن گاز خروجی به هوای ورودی (با توجه به شرایط دینامیک موتور) کندتر است، زیرا EGR باید مسافت بیشتری را طی کند.
- شیر EGR از شیرهای ورودی دورتر است.
معایب و اشکالات احتمالی:
سوپاپ EGR عملکرد موتور را بهبود نمی بخشد. استفاده از شیر EGR می تواند باعث کاهش عملکرد و افزایش مصرف شود. آلودگی داخلی نیز به شدت افزایش می یابد (تصویر را ببینید). کثیفی به همه چیز می چسبد و به این ترتیب منیفولد ورودی و سوپاپ های ورودی موتور را نیز آلوده می کند. به خصوص با سبک رانندگی آرام، این آلودگی ها در موتور باقی می مانند.
تنها مزیت EGR این است که گازهای خروجی تمیزتر هستند. انتشار NOx در حال کاهش است. با موتورهای دیزلی قدیمی‌تر، سوپاپ‌های EGR را می‌توان به راحتی با استفاده از صفحه بسته‌کننده بسته کرد. سازندگان خودروهای جدید از سنسورها و روش‌های دیگر استفاده می‌کنند تا اطمینان حاصل کنند که دیگر امکان قطع کردن EGR یا گمراه کردن آن وجود ندارد، زیرا فشارها در نقاط مختلف لوله اندازه‌گیری می‌شوند. به همین دلیل است که خودروهای جدیدتر نیز نیاز به تنظیم نرم افزاری در سیستم مدیریت موتور دارند. این اغلب بخشی از نرم افزار جدید برای تنظیم چیپ است.
ممکن است اتفاق بیفتد که دریچه EGR به طور ناخواسته در حالی که کنترل نمی شود باز بماند. سپس گازهای اگزوز بیش از حد به موتور وارد می شود. با یک دستگاه خواندن می توانیم این را با موارد زیر تشخیص دهیم:
- دمای هوای ورودی (به طور دائم) بالا در نتیجه گازهای خروجی اگزوز (به صفحه مربوط به سنسورهای دما);
- مقدار بسیار کم جرم سنج هوا: درصد زیادی از هوای ورودی را هوایی تشکیل می دهد که از EGR به جای فیلتر هوا می آید.
خنک کننده EGR:
دمای گازهای خروجی تقریباً 300 درجه در بار جزئی (در دمای ثابت در بزرگراه) و بیش از 700 درجه در بار کامل است. با این حال، هر چه هوای وارد شده به ورودی سردتر باشد، موتور عملکرد بهتری دارد. هوای سرد حاوی اکسیژن بیشتری است. هوای گرم بیشتر منبسط می شود و بنابراین اکسیژن کمتری دارد. با این حال، گازهای گرم اگزوز به موتور بازگردانده می شوند.
اغلب یک خنک کننده EGR بین سوپاپ EGR و ورودی موتور وجود دارد. این به عنوان یک مبدل حرارتی عمل می کند. مایع خنک کننده از طریق خنک کننده EGR جریان می یابد (در کانال های ثابت، بنابراین در تماس مستقیم با گازهای خروجی قرار نمی گیرد). خنک کننده گرمای گازهای خروجی را جذب می کند. مایع خنک‌کننده گرم‌تر می‌شود و گازهای خروجی سرد می‌شوند. خنک کننده EGR دما را تا حد امکان کاهش می دهد، ترجیحاً حدود 100 درجه.
اطلاعات بیشتر در مورد این تکنیک تبادل حرارتی را می توان در فصل پیدا کرد مبدل حرارتی.
علاوه بر EGR، موتورهای بنزینی نیز از EGR استفاده می کنند پمپ باد ثانویه برای تصفیه پس از گازهای خروجی استفاده می شود و در موتورهای دیزلی استفاده می شود SCR (کاهش کاتالیزوری انتخابی) کاتالیزور با AdBlue استسیستم دوز اعمال شده
