EGR

Subiecte:

General
Scopul sistemului EGR
operație
EGR de înaltă și joasă presiune
Dezavantaje și posibile defecțiuni
Răcitor EGR

General:
Un EGR (Exhaust Gas Recirculation), numit și „UGR” (Exhaust Gas Recirculation) în unele mărci, are sarcina de a returna o parte din gazele de eșapament în motor. Supapa EGR este utilizată atât pe motoarele pe benzină, cât și pe motoarele diesel. EGR este montat pe partea de evacuare a blocului motor.

O țeavă metalică groasă merge de la galeria de evacuare la răcitorul EGR. Aceasta răcește gazele de eșapament calde (efectul unui schimbător de căldură). De la răcitorul EGR, gazele de eșapament merg la supapa EGR, care amestecă gazele de eșapament cu aerul furnizat. EGR poate fi efectuată ca o presiune înaltă (traseu scurt) sau o presiune joasă (traseu lung). Ambele sisteme au propriile avantaje și dezavantaje. Acest lucru este descris în capitolul EGR de înaltă și joasă presiune (mai departe pe această pagină).

Supapa și țevile EGR pot fi montate în locuri diferite, dar gazele de evacuare sunt întotdeauna aspirate cât mai aproape de galeria de evacuare. Imaginea de mai jos arată locurile unde componentele EGR sunt montate pe blocul motor.

Deoarece supapa EGR trebuie deschisă sau închisă complet în mai multe poziții, se folosește una motor pas cu pas pentru a acţiona supapa.

Scopul sistemului EGR:
Prin adăugarea unor cantități mici de gaze de eșapament la aerul proaspăt din tractul de admisie al motorului, conținutul de oxigen pentru ardere scade. Un raport mai mic de oxigen are ca rezultat arderea „mai puțin bună”. Viteza de ardere și temperatura de ardere scad. Temperatura mai scăzută a gazelor de ardere reduce conținutul de oxid de azot (NOx). Acest lucru face ca gazele de eșapament să fie mai curate, ceea ce aduce beneficii cerințelor de mediu.

La motoarele mai vechi, supapa EGR este închisă când motorul este rece. La noile motoare, supapa este deschisă și când motorul este rece, astfel încât gazele de eșapament calde ajută la încălzirea motorului. EGR este inoperant la accelerare, decelerare si la ralanti. La sarcină parțială operațiunea este utilizată pe deplin.

Operațiune:
Calculatorul controlează cantitatea de gaze de eșapament care poate fi returnată motorului pe baza următoarelor date:

Sarcina motorului (EGR funcționează doar la sarcină parțială; la sarcină maximă supapa este închisă).
Turația motorului (dacă turația este prea mică sau prea mare, supapa este închisă).
Temperatura aerului de admisie.

Calculatorul folosește aceste date pentru a controla supapa solenoidală cu un anumit ciclu de funcționare. Dacă diferența este minimă, convertizorul de vid este controlat în așa fel încât supapa EGR să nu fie activată. În această poziție de repaus, supapa solenoidală transmite presiunea aerului exterior către supapa EGR. Cu toate acestea, dacă cantitatea de aer aspirată este mai mare decât cantitatea necesară de aer, supapa solenoidală este controlată în așa fel încât vidul de la pompa de vid să fie aplicat și pe supapa EGR. Supapa solenoidală reglează vidul de la pompa de vid la supapa EGR. Acest lucru face ca supapa EGR să se deschidă atât de mult încât diferența dintre aerul necesar și cel aspirat este întotdeauna minimă.

EGR de înaltă și joasă presiune:
Sistemul de recirculare a gazelor de eșapament poate fi împărțit în două sisteme și anume EGR de înaltă presiune și EGR de joasă presiune. Diferența este în cazul în care gazele de eșapament sunt ramificate de la evacuare. Funcționarea, avantajele și dezavantajele ambelor sisteme sunt descrise mai jos.

EGR de înaltă presiune (traseu scurt):
Gazele de evacuare sunt deja returnate la motor înainte de turbo. Există o conductă EGR între galeria de evacuare și turbo. Există adesea un răcitor pe această țeavă pentru a reduce temperatura gazelor de eșapament. Supapa EGR se află la capătul acestei linii. Când supapa EGR se deschide, gazele de evacuare din conductă se amestecă cu aerul de admisie furnizat de la intercooler la admisia motorului.

Avantajele EGR de înaltă presiune:

EGR poate fi adaptat foarte rapid la starea dinamică a motorului.
În timpul pornirii la rece, EGR va ajuta la creșterea temperaturii în camera de ardere cât mai rapid posibil (standard pentru motoarele diesel din generația EURO III și ulterioară).

contra:

Contaminare în tractul de admisie din cauza formării de funingine.
Gazele de eșapament trebuie răcite mai mult decât atunci când se utilizează un EGR de joasă presiune.
Debitul de gaze de eșapament nu este utilizat pe deplin pentru a antrena turbina turbo; o parte din gaz este deja luată înainte de turbo.

EGR de joasă presiune (traseu lung):
Gazele de eșapament sunt returnate la admisia motorului numai după filtrul de particule. De obicei, ieșirea supapei EGR este conectată la admisia compresorului (așa cum se arată în figură), dar uneori este conectată între intercooler și galeria de admisie. Dezavantajul este că gazele de eșapament returnate au o presiune și o viteză prea scăzute. Pentru a rezolva acest lucru, se instalează o supapă suplimentară în evacuare (după ramura EGR). În momentul în care această supapă suplimentară se închide, presiunea dintre turbo și supapă crește. Gazele de evacuare vor fi conduse prin ramificație către supapa EGR datorită presiunii crescute.

Avantajele EGR de joasă presiune:

Toate gazele de eșapament au fost deja folosite în turbina turbo-ului
Temperatura gazelor de eșapament este scăzută (fără utilizarea unui răcitor EGR) din cauza EGR de înaltă presiune.
Gazul EGR este mai curat deoarece, printre altele, filtrul de particule a efectuat deja post-tratarea gazelor de eșapament, deci mai puțină poluare a motorului din cauza formării de funingine.

contra:

Adăugarea gazelor de eșapament în aerul de admisie (în funcție de starea dinamică a motorului) este mai lent, deoarece EGR trebuie să parcurgă o distanță mai mare.
Supapa EGR este mai departe de supapele de admisie.

Dezavantaje și posibile defecțiuni:
Supapa EGR nu îmbunătățește performanța motorului. Utilizarea supapei EGR poate reduce performanța și crește consumul. Contaminarea internă va crește, de asemenea, brusc (vezi imaginea). Mizeria se lipeste de tot si in acest fel contamineaza si galeria de admisie si supapele de admisie ale motorului. Mai ales cu un stil de condus calm, acești contaminanți rămân în motor.

Singurul avantaj al EGR este că gazele de eșapament sunt mai curate; Emisiile de NOx sunt în scădere. Cu motoarele diesel mai vechi, supapele EGR ar putea fi închise cu ușurință folosind o placă de închidere. Producătorii de mașini noi folosesc senzori și alte metode pentru a se asigura că nu mai este posibilă oprirea EGR sau inducerea în eroare, deoarece presiunile sunt măsurate în diferite locuri în conductă. De aceea, mașinile mai noi vor trebui să facă și o ajustare software la sistemul de management al motorului. Acesta este adesea parte din noul software pentru reglarea cipurilor.

Se poate întâmpla ca supapa EGR să rămână neintenționată deschisă în timp ce nu este controlată. Prea multe gaze de evacuare sunt apoi alimentate în motor. Cu un dispozitiv de citire putem recunoaște acest lucru după:

o temperatură (permanent) ridicată a aerului de admisie ca urmare a gazelor de evacuare (vezi pagina despre senzori de temperatură);
o valoare prea mică a contorului de masă de aer: un procent mare din aerul de intrare este format din aer care provine de la EGR, nu de la filtrul de aer.

Răcitor EGR:
Temperatura gazelor de eșapament este de aproximativ 300 de grade la sarcină parțială (la o temperatură constantă pe autostradă) și de peste 700 de grade la sarcină maximă. Cu toate acestea, cu cât aerul furnizat la admisie este mai rece, cu atât motorul funcționează mai bine. Aerul rece conține mai mult oxigen. Aerul cald este mai extins și, prin urmare, conține mai puțin oxigen. Totuși, gazele de eșapament calde sunt introduse înapoi în motor.
Există adesea un răcitor EGR între supapa EGR și admisia motorului. Acesta funcționează ca un schimbător de căldură. Lichidul de răcire trece prin răcitorul EGR (în canale fixe, deci nu intră în contact direct cu gazele de eșapament). Lichidul de răcire absoarbe căldura din gazele de eșapament. Lichidul de răcire se încălzește și apoi gazele de eșapament se răcesc. Răcitorul EGR scade temperatura pe cât posibil, de preferință în jur de 100 de grade.

Mai multe informații despre această tehnică de schimb de căldură pot fi găsite în capitol schimbător de căldură.

Pe lângă EGR, motoarele pe benzină folosesc și un EGR pompa de aer secundara folosit pentru tratarea ulterioară a gazelor de eșapament și este utilizat la motoarele diesel SCR (reducere catalitică selectivă) catalizator cu AdBluesistem de dozare aplicat.