EGR

Предмети:

Загальний
Призначення системи EGR
Операція
EGR високого та низького тиску
Недоліки та можливі несправності
Охолоджувач EGR

Загальне:
Система EGR (рециркуляція вихлопних газів), яку також називають «UGR» (рециркуляція вихлопних газів) у деяких брендів, має завдання повертати частину вихлопних газів у двигун. Клапан EGR використовується як на бензинових, так і на дизельних двигунах. EGR встановлений на стороні вихлопу блоку двигуна.

Товста металева труба проходить від випускного колектора до кулера EGR. Це охолоджує теплі вихлопні гази (ефект теплообмінника). Від охолоджувача EGR вихлопні гази надходять до клапана EGR, який змішує вихлопні гази з повітрям, що подається. EGR може виконуватися як високого тиску (короткий шлях) або низького тиску (довгий шлях). Обидві системи мають свої переваги та недоліки. Це описано в розділі EGR високого та низького тиску (далі на цій сторінці).

Клапан EGR і труби можна встановити в різних місцях, але вихлопні гази завжди відводяться якомога ближче до випускного колектора. На зображенні нижче показано місця кріплення компонентів EGR на блоці двигуна.

Оскільки клапан EGR потрібно відкрити або повністю закрити в кількох положеннях, використовується одне кроковий двигун для роботи клапана.

Призначення системи EGR:
Додаючи невелику кількість вихлопних газів до свіжого повітря у впускному тракті двигуна, вміст кисню для згоряння зменшується. Нижче співвідношення кисню призводить до «менш хорошого» горіння. Зменшується швидкість горіння і температура горіння. Нижча температура димових газів зменшує вміст оксиду азоту (NOx). Це робить вихлопні гази чистішими, що сприяє екологічним вимогам.

У старих двигунах клапан EGR закритий, коли двигун холодний. У нових двигунах клапан також відкритий, коли двигун холодний, так що теплі вихлопні гази допомагають прогріти двигун. EGR не працює під час прискорення, уповільнення та холостого ходу. При частковому навантаженні робота використовується повністю.

Операція:
Комп’ютер контролює кількість вихлопних газів, які можуть бути повернуті до двигуна на основі таких даних:

Навантаження двигуна (рециркуляція відпрацьованих газів працює лише при частковому навантаженні; при повному навантаженні клапан закритий).
Швидкість двигуна (якщо швидкість занадто низька або занадто висока, клапан закритий).
Температура вхідного повітря.

Комп’ютер використовує ці дані для керування електромагнітним клапаном із певним робочим циклом. Якщо різниця мінімальна, вакуумний перетворювач керується таким чином, що клапан EGR не активується. У цьому вихідному положенні електромагнітний клапан передає тиск зовнішнього повітря на клапан EGR. Однак, якщо кількість всмоктуваного повітря перевищує необхідну кількість повітря, електромагнітний клапан регулюється таким чином, що розрідження від вакуумного насоса також подається на клапан EGR. Електромагнітний клапан регулює розрідження від вакуумного насоса до клапана EGR. Це призводить до того, що клапан EGR відкривається настільки, що різниця між необхідним і всмоктуваним повітрям завжди мінімальна.

EGR високого та низького тиску:
Систему рециркуляції вихлопних газів можна розділити на дві системи, а саме EGR високого тиску та EGR низького тиску. Різниця полягає в тому, де вихлопні гази відгалужуються від вихлопу. Робота, переваги та недоліки обох систем описані нижче.

EGR високого тиску (короткий шлях):
Вихлопні гази вже повертаються в двигун перед турбонаддувом. Між випускним колектором і турбонаддувом є труба EGR. На цій трубі часто є охолоджувач для зниження температури вихлопних газів. Клапан EGR знаходиться на кінці цієї труби. Коли відкривається клапан EGR, вихлопні гази в магістралі змішуються з всмоктуваним повітрям, що подається від інтеркулера до впуску двигуна.

Переваги високого тиску EGR:

EGR можна дуже швидко адаптувати до динамічного стану двигуна.
Під час холодного запуску EGR допоможе максимально швидко підвищити температуру в камері згоряння (стандарт для дизельних двигунів покоління EURO III і вище).

Мінуси:

Забруднення у впускному тракті через утворення сажі.
Вихлопні гази повинні бути охолоджені більше, ніж коли використовується EGR низького тиску.
Потік вихлопних газів не повністю використовується для приводу турбіни турбіни; частина газу вже відведена перед турбо.

EGR низького тиску (довгий шлях):
Вихлопні гази повертаються у впускний отвір двигуна лише після сажового фільтра. Зазвичай вихід клапана EGR з’єднаний з входом компресора (як показано на малюнку), але іноді він з’єднаний між інтеркулером і впускним колектором. Недоліком є те, що вихідний газ, що повертається, має занадто низький тиск і швидкість. Для вирішення цієї проблеми встановлюється додатковий клапан у вихлопі (після гілки EGR). Коли цей додатковий клапан закривається, тиск між турбонаддувом і клапаном зростає. Вихлопні гази будуть направлятися через гілку до клапана EGR завдяки підвищеному тиску.

Переваги EGR низького тиску:

Весь вихлопний газ вже використано в турбіні турбомотора
Температура вихлопних газів низька (без використання охолоджувача EGR) через високий тиск EGR.
Газ EGR є чистішим, оскільки, серед іншого, сажовий фільтр уже провів доочищення вихлопних газів, тому менше забруднення двигуна через утворення сажі.

Мінуси:

Додавання вихлопних газів до всмоктуваного повітря (відповідно до динамічного стану двигуна) відбувається повільніше, оскільки EGR має пройти більшу відстань.
Клапан EGR знаходиться далі від впускних клапанів.

Недоліки та можливі несправності:
Клапан EGR не покращує продуктивність двигуна. Використання клапана EGR може знизити продуктивність і збільшити споживання. Також різко зросте внутрішнє забруднення (див. зображення). Бруд прилипає до всього і таким чином також забруднює впускний колектор і впускні клапани двигуна. Особливо при спокійній їзді ці забруднення залишаються в двигуні.

Єдина перевага EGR полягає в тому, що вихлопні гази чистіші; Викиди NOx зменшуються. У старих дизельних двигунах клапани EGR можна було легко закрити за допомогою запірної пластини. Виробники нових автомобілів використовують датчики та інші методи, щоб переконатися, що більше неможливо вимкнути EGR або ввести його в оману, оскільки тиск вимірюється в різних місцях труби. Тому на новіших автомобілях також потрібно буде налаштувати програмне забезпечення системи керування двигуном. Це часто є частиною нового програмного забезпечення для чіп-тюнінгу.

Може статися так, що клапан EGR ненавмисно залишається відкритим, поки він не контролюється. Надто багато вихлопних газів надходить до двигуна. За допомогою пристрою для читання ми можемо розпізнати це за:

(постійно) висока температура всмоктуваного повітря в результаті вихлопних газів (див. сторінку про датчики температури);
занадто низьке значення вимірювача маси повітря: великий відсоток повітря, що надходить, складається з повітря, яке надходить із EGR, а не з повітряного фільтра.

Охолоджувач EGR:
Температура вихлопних газів становить приблизно 300 градусів при частковому навантаженні (при постійній температурі на магістралі) і більше 700 градусів при повному навантаженні. Однак, чим холодніше повітря, що подається на впуск, тим краще працює двигун. Холодне повітря містить більше кисню. Тепле повітря більше розширюється і тому містить менше кисню. Проте теплі вихлопні гази повертаються в двигун.
Між клапаном EGR і впускним отвором двигуна часто є охолоджувач EGR. Це працює як теплообмінник. Охолоджуюча рідина проходить через охолоджувач EGR (у фіксованих каналах, тому вона не контактує безпосередньо з вихлопними газами). Охолоджуюча рідина поглинає тепло від вихлопних газів. Охолоджуюча рідина нагрівається, а вихлопні гази охолоджуються. Охолоджувач EGR максимально знижує температуру, бажано близько 100 градусів.

Більше інформації про цю техніку теплообміну можна знайти в розділі теплообмінник.

На додаток до EGR, бензинові двигуни також використовують EGR насос вторинного повітря використовується для додаткової обробки вихлопних газів і використовується в дизельних двигунах SCR (селективне каталітичне відновлення) каталізатор с AdBlueзастосована система дозування.