EGR

Emner:

Algemeen
Formålet med EGR-systemet
drift
Høyt og lavt trykk EGR
Ulemper og mulige funksjonsfeil
EGR kjøler

generelle:
En EGR (Exhaust Gas Recirculation), også kalt «UGR» (Exhaust Gas Recirculation) i noen merker, har som oppgave å returnere deler av eksosgassen til motoren. EGR-ventilen brukes på både bensin- og dieselmotorer. EGR er montert på eksossiden av motorblokken.

Et tykt metallrør går fra eksosmanifolden til EGR-kjøleren. Dette kjøler ned de varme avgassene (effekt av en varmeveksler). Fra EGR-kjøleren går avgassen til EGR-ventilen, som blander avgassene med den tilførte luften. EGR kan utføres som et høyt trykk (kort vei) eller et lavt trykk (lang vei). Begge systemene har sine egne fordeler og ulemper. Dette er beskrevet i kapittelet Høyt og lavt trykk EGR (lenger på denne siden).

EGR-ventilen og rørene kan monteres på forskjellige steder, men eksosgassen tappes alltid så nært eksosmanifolden som mulig. Bildet nedenfor viser stedene hvor EGR-komponentene er montert på motorblokken.

Fordi EGR-ventilen må åpnes eller lukkes helt i flere posisjoner, brukes en trinnmotor for å betjene ventilen.

Formål med EGR-systemet:
Ved å tilføre små mengder avgass til den friske luften i motorens inntak, reduseres oksygeninnholdet til forbrenningen. Et lavere oksygenforhold resulterer i "mindre god" forbrenning. Forbrenningshastigheten og forbrenningstemperaturen synker. Den lavere temperaturen på forbrenningsgassene reduserer nitrogenoksidinnholdet (NOx). Dette gjør avgassene renere, noe som gagner miljøkravene.

I eldre motorer er EGR-ventilen stengt når motoren er kald. På de nye motorene er ventilen også åpen når motoren er kald, slik at de varme avgassene bidrar til å varme opp motoren. EGR er ute av funksjon ved akselerasjon, retardasjon og tomgang. Ved dellast er operasjonen fullt utnyttet.

Operasjon:
Datamaskinen kontrollerer mengden avgasser som kan returneres til motoren basert på følgende data:

Motorbelastningen (EGR fungerer kun ved dellast; ved full belastning er ventilen stengt).
Motorturtallet (hvis turtallet er for lavt eller for høyt, er ventilen stengt).
Innløpsluftens temperatur.

Datamaskinen bruker disse dataene til å kontrollere magnetventilen med en viss driftssyklus. Hvis forskjellen er minimal, styres vakuumomformeren på en slik måte at EGR-ventilen ikke aktiveres. I denne hvilestillingen overfører magnetventilen det ytre lufttrykket til EGR-ventilen. Men hvis mengden luft som suges inn er større enn nødvendig luftmengde, styres magnetventilen på en slik måte at vakuumet fra vakuumpumpen også påføres EGR-ventilen. Magnetventilen regulerer vakuumet fra vakuumpumpen til EGR-ventilen. Dette fører til at EGR-ventilen åpner seg så langt at forskjellen mellom nødvendig og suget luft alltid er minimal.

Høyt og lavt trykk EGR:
Eksosresirkuleringssystemet kan deles inn i to systemer, nemlig høytrykks-EGR og lavtrykks-EGR. Forskjellen er hvor avgassene forgrenes fra eksosen. Virkemåten, fordeler og ulemper ved begge systemene er beskrevet nedenfor.

Høytrykk EGR (kort vei):
Eksosgassene føres allerede tilbake til motoren før turboen. Det er et EGR-rør mellom eksosmanifolden og turboen. Det er ofte en kjøler på dette røret for å redusere eksostemperaturen. EGR-ventilen er på slutten av denne linjen. Når EGR-ventilen åpner, blandes avgassene i ledningen med inntaksluften som tilføres fra intercooler til motorinntaket.

Fordeler med høytrykks EGR:

EGR kan tilpasses veldig raskt til den dynamiske motorens tilstand.
Under en kaldstart vil EGR bidra til å øke temperaturen i forbrenningskammeret så raskt som mulig (standard for dieselmotorer av EURO III-generasjonen og senere).

ulemper:

Forurensning i inntakskanalen på grunn av sotdannelse.
Eksosen må avkjøles mer enn når en lavtrykks EGR brukes.
Eksosstrømmen utnyttes ikke fullt ut til å drive turboens turbin; en del av gassen er allerede tappet før turboen.

Lavtrykk EGR (lang rute):
Eksosgassene føres først tilbake til motorinntaket etter partikkelfilteret. Vanligvis er utløpet til EGR-ventilen koblet til kompressorens innløp (som vist på figuren), men noen ganger er det koblet mellom intercooler og inntaksmanifolden. Ulempen er at den returnerte avgassen har for lavt trykk og hastighet. For å løse dette monteres en ekstra ventil i eksosen (etter EGR-grenen). I det øyeblikket denne ekstra ventilen stenger, øker trykket mellom turboen og ventilen. Avgassene vil ledes gjennom grenen til EGR-ventilen på grunn av det økte trykket.

Fordeler med lavtrykks-EGR:

All avgassen er allerede brukt i turbinen til turboen
Eksostemperaturen er lav (uten bruk av EGR-kjøler) på grunn av høytrykket EGR.
EGR-gass er renere fordi blant annet partikkelfilteret allerede har utført avgassetterbehandlingen, dermed mindre motorforurensning på grunn av sotdannelse.

ulemper:

Tilførselen av eksosgass til inntaksluften (i henhold til den dynamiske motorens tilstand) går langsommere, fordi EGR må reise en lengre avstand.
EGR-ventilen er lenger unna inntaksventilene.

Ulemper og mulige feil:
EGR-ventilen forbedrer ikke ytelsen til motoren. Bruk av EGR-ventilen kan redusere ytelsen og øke forbruket. Intern forurensning vil også øke kraftig (se bilde). Skitten fester seg til alt og forurenser på denne måten også innsugningsmanifolden og innsugsventilene til motoren. Spesielt med en rolig kjørestil forblir disse forurensningene i motoren.

Den eneste fordelen med EGR er at avgassene er renere; NOx-utslippene går ned. Med de eldre dieselmotorene kunne EGR-ventilene enkelt lukkes ved hjelp av en lukkeplate. Produsentene av nye biler bruker sensorer og andre metoder for å sikre at det ikke lenger er mulig å stenge av EGR eller å villede den, fordi trykkene måles på ulike steder i røret. Derfor vil også nyere biler måtte gjøre en programvarejustering av motorstyringssystemet. Dette er ofte en del av den nye programvaren for chiptuning.

Det kan skje at EGR-ventilen utilsiktet forblir åpen mens den ikke kontrolleres. For mange eksosgasser blir da matet til motoren. Med en leseenhet kan vi gjenkjenne dette ved:

en (permanent) høy inntakslufttemperatur som følge av avgassene (se siden om temperatursensorer);
for lav verdi på luftmassemåleren: en stor prosentandel av den innkommende luften består av luft som kommer fra EGR, i stedet for fra luftfilteret.

EGR kjøler:
Temperaturen på avgassene er omtrent 300 grader ved dellast (ved konstant temperatur på motorveien) og mer enn 700 grader ved full last. Men jo kaldere luft som tilføres inntaket, jo bedre presterer motoren. Kald luft inneholder mer oksygen. Varm luft utvides mer og inneholder derfor mindre oksygen. Likevel føres varme eksosgasser tilbake til motoren.
Det er ofte en EGR-kjøler mellom EGR-ventilen og motorinntaket. Denne fungerer som en varmeveksler. Kjølevæske strømmer gjennom EGR-kjøleren (i faste kanaler, slik at den ikke kommer i direkte kontakt med eksosgassene). Kjølevæsken absorberer varmen fra avgassene. Kjølevæsken blir varmere og avgassene avkjøles deretter. EGR-kjøleren senker temperaturen så langt som mulig, gjerne rundt 100 grader.

Mer informasjon om denne varmevekslingsteknikken finner du i kapittelet varmeveksler.

I tillegg til EGR, bruker bensinmotorer også en EGR sekundær luftpumpe brukes til etterbehandling av eksosgassene og brukes i dieselmotorer SCR (selektiv katalytisk reduksjon) katalysator med AdBluedoseringssystem brukt.