EGR

Viðfangsefni:

General
Tilgangur EGR kerfisins
Aðgerð
Há- og lágþrýstingur EGR
Ókostir og hugsanlegar bilanir
EGR kælir

Almennt:
EGR (Exhaust Gas Recirculation), einnig kallað „UGR“ (Exhaust Gas Recirculation) í sumum vörumerkjum, hefur það verkefni að skila hluta af útblástursloftinu til vélarinnar. EGR loki er notaður á bæði bensín- og dísilvélar. EGR er fest á útblásturshlið vélarblokkarinnar.

Þykkt málmrör liggur frá útblástursgreininni að EGR kælinum. Þetta kælir hlýjar útblásturslofttegundir (áhrif varmaskipta). Frá EGR-kælinum fer útblástursloftið í EGR-lokann sem blandar útblástursloftinu við aðflutt loft. EGR er hægt að framkvæma sem háþrýsting (stuttur leið) eða lágþrýstingur (löng leið). Bæði kerfin hafa sína kosti og galla. Þessu er lýst í High and Low Pressure EGR kaflanum (nánar á þessari síðu).

Hægt er að festa EGR lokann og rörin á mismunandi stöðum en alltaf er útblástursloftinu tapað eins nálægt útblástursgreininni og hægt er. Myndin hér að neðan sýnir staðina þar sem EGR íhlutirnir eru festir á vélarblokkina.

Vegna þess að EGR loki þarf að opna eða loka alveg í mörgum stöðum er einn notaður stigmótor til að stjórna ventilnum.

Tilgangur EGR kerfisins:
Með því að bæta litlu magni af útblásturslofti í ferska loftið í inntaksrás hreyfilsins minnkar súrefnisinnihald fyrir bruna. Lægra súrefnishlutfall leiðir til „minni“ bruna. Brennsluhraði og brennsluhiti minnkar. Lægra hitastig brennslulofttegunda dregur úr nituroxíðinnihaldi (NOx). Þetta gerir útblástursloftið hreinni, sem gagnast umhverfiskröfum.

Í eldri vélum er EGR loki lokaður þegar vélin er köld. Á nýju vélunum er ventillinn einnig opinn þegar vélin er köld þannig að hlý útblástursloftið hjálpar til við að hita vélina upp. EGR er óvirkt þegar verið er að hraða, hægja á og í lausagangi. Við hlutaálag er aðgerðin fullnýtt.

Aðgerð:
Tölvan stjórnar magni útblásturslofts sem getur skilað sér í vélina út frá eftirfarandi gögnum:

Vélarálag (EGR virkar aðeins við hlutaálag; við fullt álag er lokinn lokaður).
Vélarhraði (ef hraðinn er of lágur eða of hár er ventillinn lokaður).
Hitastig inntaksloftsins.

Tölvan notar þessi gögn til að stjórna segullokalokanum með ákveðinni vinnulotu. Ef munurinn er lítill er lofttæmisbreytinum stýrt þannig að EGR loki er ekki virkjaður. Í þessari hvíldarstöðu sendir segulloka lokinn utanaðkomandi loftþrýstinginn til EGR-lokans. Hins vegar, ef magn lofts sem sogast inn er meira en tilskilið loftmagn, er segulloka stjórnað þannig að lofttæmi frá lofttæmisdælunni er einnig sett á EGR-lokann. Segulloka lokinn stjórnar lofttæminu frá lofttæmisdælunni til EGR lokans. Þetta veldur því að EGR loki opnast svo langt að munurinn á nauðsynlegu og soguðu lofti er alltaf lítill.

Hár og lágþrýstingur EGR:
Hægt er að skipta útblástursrásarkerfinu í tvö kerfi, það er háþrýstings-EGR og lágþrýstings-EGR. Munurinn er þar sem útblástursloftið er kvíslað frá útblæstrinum. Rekstri, kostum og göllum beggja kerfa er lýst hér að neðan.

Háþrýstings EGR (stutt leið):
Útblástursloftunum er þegar skilað aftur í vélina fyrir túrbó. Það er EGR pípa á milli útblástursgreinarinnar og túrbósins. Það er oft kælir á þessari pípu til að lækka hitastig útblástursloftsins. EGR lokinn er í lok þessarar línu. Þegar EGR-ventillinn opnast blandast útblásturslofttegundirnar í línunni við inntaksloftið sem kemur frá millikælinum í inntak hreyfilsins.

Kostir háþrýstings EGR:

Hægt er að aðlaga EGR mjög fljótt að kraftmiklu ástandi vélarinnar.
Við kaldræsingu mun EGR hjálpa til við að hækka hitastigið í brunahólfinu eins fljótt og auðið er (staðall fyrir dísilvélar af EURO III kynslóðinni og síðar).

Gallar:

Mengun í inntaksvegi vegna sótmyndunar.
Útblástursloftið verður að kæla meira en þegar lágþrýsta EGR er notað.
Útblástursloftstreymi er ekki fullnýtt til að knýja túrbínu túrbínu; hluti af gasinu er þegar tapað á undan túrbónum.

Lágur þrýstingur EGR (löng leið):
Útblástursloftið skilar sér aðeins í inntak hreyfilsins eftir agnasíuna. Venjulega er úttak EGR lokans tengt við inntak þjöppunnar (eins og sýnt er á myndinni), en stundum er það tengt á milli millikælisins og inntaksgreinarinnar. Ókosturinn er sá að útblástursloftið sem skilar sér hefur of lágan þrýsting og hraða. Til að leysa þetta er aukaventill settur í útblástur (á eftir EGR greininni). Um leið og þessi aukaventil lokar eykst þrýstingurinn á milli túrbósins og lokans. Útblástursloftið verður leitt í gegnum greinina að EGR-lokanum vegna aukins þrýstings.

Kostir lágþrýstings EGR:

Allt útblástursloft hefur þegar verið notað í túrbínu túrbósins
Hitastig útblásturslofts er lágt (án notkunar á EGR kæli) vegna háþrýstings EGR.
EGR gas er hreinna meðal annars vegna þess að agnasían hefur þegar framkvæmt eftirmeðferð á útblásturslofti og því minni vélamengun vegna sótmyndunar.

Gallar:

Bæta útblásturslofti í inntaksloftið (samkvæmt kraftmiklu ástandi vélarinnar) er hægara, vegna þess að EGR þarf að ferðast lengri vegalengd.
EGR lokinn er lengra frá inntakslokunum.

Ókostir og hugsanlegar bilanir:
EGR loki bætir ekki afköst vélarinnar. Notkun EGR lokans getur dregið úr afköstum og aukið neyslu. Innri mengun mun einnig aukast verulega (sjá mynd). Óhreinindin festast við allt og mengar þannig líka inntaksgreinina og inntaksventla vélarinnar. Sérstaklega við rólegan aksturshætti verða þessi óhreinindi áfram í vélinni.

Eini kosturinn við EGR er að útblásturslofttegundirnar eru hreinni; Losun NOx fer minnkandi. Með eldri dísilvélunum var auðvelt að loka EGR-lokunum með lokunarplötu. Framleiðendur nýrra bíla nota skynjara og aðrar aðferðir til að tryggja að ekki sé lengur hægt að slökkva á EGR eða villa um fyrir því, því þrýstingurinn er mældur á ýmsum stöðum í rörinu. Þess vegna munu nýrri bílar einnig þurfa að gera hugbúnaðaraðlögun á vélastýringarkerfinu. Þetta er oft hluti af nýja hugbúnaðinum fyrir flísstillingu.

Það getur gerst að EGR loki haldist óviljandi opinn á meðan ekki er verið að stjórna honum. Of mikið af útblásturslofti er síðan gefið í vélina. Með lestrartæki getum við þekkt þetta með því að:

(varanlega) hár inntakslofthiti vegna útblástursloftsins (sjá síðu um hitaskynjara);
of lágt gildi loftmassamælisins: stórt hlutfall af loftinu sem kemur inn er loft sem kemur frá EGR, í stað loftsíunnar.

EGR kælir:
Hitastig útblástursloftsins er um það bil 300 gráður við hlutahleðslu (við stöðugt hitastig á þjóðveginum) og meira en 700 gráður við fullfermi. Hins vegar, því kaldara sem loftið er veitt í inntakið, því betri skilar vélin sig. Kalt loft inniheldur meira súrefni. Heitt loft þenst meira út og inniheldur því minna súrefni. Samt er heitt útblástursloft leitt aftur inn í vélina.
Það er oft EGR kælir á milli EGR ventilsins og inntaks vélarinnar. Þetta virkar sem varmaskipti. Kælivökvi rennur í gegnum EGR kælirinn (í föstum rásum, þannig að hann kemst ekki í beina snertingu við útblástursloftið). Kælivökvinn gleypir hitann frá útblástursloftunum. Kælivökvinn hlýnar og útblástursloftið kólnar síðan. EGR kælirinn lækkar hitann eins og hægt er, helst í kringum 100 gráður.

Frekari upplýsingar um þessa hitaskiptatækni er að finna í kaflanum varmaskipti.

Til viðbótar við EGR nota bensínvélar einnig EGR aukaloftdæla notað til eftirmeðhöndlunar á útblástursloftunum og er notað í dísilvélar SCR (Selective hvata minnkun) hvati með AdBlueskömmtunarkerfi beitt.