EGR

科目：

一般
EGRシステムの目的
運営
高圧および低圧EGR
デメリットと故障の可能性
EGRクーラー

一般：
EGR（排気ガス再循環）は、一部のブランドでは「UGR」（排気ガス再循環）とも呼ばれ、排気ガスの一部をエンジンに戻す役割があります。 EGR バルブはガソリンエンジンとディーゼルエンジンの両方に使用されます。 EGRはエンジンブロックの排気側に取り付けられています。

エキゾーストマニホールドからEGRクーラーまでは太い金属パイプが通っています。これにより、暖かい排気ガスが冷却されます（熱交換器の効果）。 EGR クーラーから排気ガスは EGR バルブに送られ、そこで排気ガスと供給された空気が混合されます。 EGRは高圧（短経路）または低圧（長経路）で行うことができます。どちらのシステムにも独自の長所と短所があります。これについては、高圧および低圧 EGR の章 (このページの詳細) で説明されています。

EGR バルブとパイプはさまざまな場所に取り付けることができますが、排気ガスは常に可能な限り排気マニホールドの近くで取り出されます。下の画像はエンジンブロック上のEGR部品の取り付け位置を示しています。

EGRバルブは複数の位置で開閉する必要があるため、XNUMXつの位置で使用されます。ステッピングモーターバルブを操作します。

EGR システムの目的:
エンジンの吸気管内の新鮮な空気に少量の排気ガスを加えることで、燃焼に必要な酸素含有量が減少します。酸素比率が低いと、燃焼が「あまり良くない」結果になります。燃焼速度と燃焼温度が低下します。燃焼ガスの温度が低下すると、窒素酸化物含有量 (NOx) が減少します。これにより、排気ガスがクリーンになり、環境要件を満たすことができます。

古いエンジンでは、エンジンが冷えているときは EGR バルブが閉じられます。新しいエンジンでは、エンジンが冷えているときにもバルブが開くため、暖かい排気ガスがエンジンの暖機に役立ちます。 EGRは加速時、減速時、アイドリング時は作動しません。部分負荷では、操作が最大限に活用されます。

ワーキング:
コンピューターは、次のデータに基づいて、エンジンに戻される排気ガスの量を制御します。

エンジン負荷 (EGR は部分負荷でのみ機能し、全負荷ではバルブが閉じます)。
エンジン速度 (速度が低すぎるか高すぎる場合、バルブが閉じます)。
吸気温度。

コンピューターはこのデータを使用して、特定のデューティサイクルでソレノイドバルブを制御します。差が最小限の場合、真空コンバータは EGR バルブが作動しないように制御されます。この休止位置では、ソレノイドバルブは外気圧力を EGR バルブに伝達します。ただし、吸入空気量が必要空気量より多い場合には、バキュームポンプからの負圧がEGRバルブにもかかるように電磁弁が制御される。ソレノイドバルブはバキュームポンプからEGRバルブまでの真空度を調整します。これにより、EGR バルブが開き、必要な空気と吸入される空気の差が常に最小になります。

高圧および低圧EGR:
排気ガス再循環システムは、高圧ＥＧＲと低圧ＥＧＲの２系統に分けることができる。違いは、排気ガスが排気から分岐される場所です。両方のシステムの動作、利点、欠点を以下に説明します。

高圧EGR（ショートルート）：
排気ガスはターボの前にすでにエンジンに戻されています。エキゾーストマニホールドとターボの間にはEGRパイプがあります。多くの場合、このパイプには排気ガス温度を下げるためにクーラーが設置されています。 EGR バルブはこのラインの終端にあります。 EGR バルブが開くと、ライン内の排気ガスがインタークーラーからエンジンの吸気口に供給される吸気と混合します。

高圧 EGR の利点:

EGR は、動的なエンジン状態に非常に迅速に適応できます。
冷間始動時、EGR は燃焼室内の温度をできるだけ早く上昇させるのに役立ちます (EURO III 世代以降のディーゼルエンジンの標準)。

短所：

すすの形成による吸気管内の汚染。
低圧EGRを使用する場合よりも排気ガスを冷却する必要があります。
排気ガスの流れは、ターボのタービンを駆動するために完全には利用されません。ガスの一部はターボの前にすでに利用されています。

低圧EGR（ロングルート）：
排気ガスはパティキュレートフィルターを通過した後にのみエンジン吸気口に戻されます。通常、EGRバルブの出口はコンプレッサーの入口に接続されていますが（図のように）、インタークーラーとインテークマニホールドの間に接続される場合もあります。欠点は、戻ってくる排気ガスの圧力と速度が低すぎることです。これを解決するために、追加のバルブが排気 (EGR 分岐の後) に取り付けられます。この追加のバルブが閉じる瞬間、ターボとバルブの間の圧力が増加します。圧力が上昇したため、排気ガスは分岐を通って EGR バルブに導かれます。

低圧 EGR の利点:

排気ガスはすべてターボのタービンに使用されています
高圧EGRにより排気ガス温度が低い(EGRクーラー不使用)。
EGR ガスがよりクリーンなのは、とりわけ、パティキュレートフィルターがすでに排気ガスの後処理を行っているため、煤の形成によるエンジン汚染が少ないためです。

短所：

EGR はより長い距離を移動する必要があるため、(エンジンの動的な状態に応じて) 吸気への排気ガスの追加は遅くなります。
EGR バルブは吸気バルブからさらに離れています。

短所と考えられる誤動作:
EGRバルブはエンジンの性能を向上させるものではありません。 EGR バルブを使用すると、パフォーマンスが低下し、消費量が増加する可能性があります。内部汚染も急増します（画像参照）。汚れはあらゆるものに付着し、このようにしてエンジンのインテークマニホールドや吸気バルブも汚れます。特に穏やかな運転スタイルでは、これらの汚染物質がエンジン内に残ります。

EGR の唯一の利点は、排気ガスがよりクリーンになることです。 NOx排出量は減少しています。古いディーゼルエンジンでは、EGR バルブは閉鎖プレートを使用して簡単に閉じることができました。新車のメーカーは、パイプ内のさまざまな場所で圧力を測定するため、センサーやその他の方法を使用して、EGR を遮断したり誤った方向に誘導したりすることが不可能であることを確認します。そのため、新しい車でもエンジン管理システムのソフトウェア調整が必要になります。これは多くの場合、チップチューニング用の新しいソフトウェアの一部です。

EGR バルブが制御されていない間、意図せずに開いたままになる場合があります。過剰な排気ガスがエンジンに供給されます。読み取りデバイスを使用すると、次のようにしてこれを認識できます。

排気ガスの影響で（永続的に）吸気温度が高くなる（排気ガスに関するページを参照）温度センサー);
エアマスメーターの値が低すぎる場合: 流入空気の大部分は、エアフィルターからではなく EGR からの空気で構成されています。

EGRクーラー：
排気ガスの温度は部分負荷（高速道路の一定温度）で約 300 度、全負荷では 700 度以上になります。ただし、吸気口に供給される空気が冷たいほど、エンジンのパフォーマンスは向上します。冷たい空気にはより多くの酸素が含まれています。暖かい空気はより膨張するため、含まれる酸素は少なくなります。それでも、暖かい排気ガスはエンジンに戻されます。
多くの場合、EGR バルブとエンジン吸気の間に EGR クーラーが設置されています。これが熱交換器として機能します。冷却液は EGR クーラーを通って流れます (固定チャネル内なので、排気ガスと直接接触しません)。冷却液は排気ガスから熱を吸収します。冷却水は暖かくなり、排気ガスは冷えます。 EGR クーラーは温度を可能な限り下げ、できれば 100 度程度に下げます。

この熱交換技術の詳細については、次の章を参照してください。熱交換器.

EGR に加えて、ガソリンエンジンも EGR を使用します。二次空気ポンプ排気ガスの後処理に使用され、ディーゼルエンジンで使用されます SCR (選択的触媒還元) 触媒付きアドブルー投与システムが適用されました。