Sistem de recirculare a gazelor de eșapament

Odată cu cerințele în creștere ale standardelor de mediu, sistemele suplimentare sunt adăugate treptat la o mașină modernă care modifică modurile de funcționare ale motorului cu ardere internă, reglează compoziția amestecului aer-combustibil, neutralizează compușii hidrocarbonici conținuți în evacuare etc.

Astfel de dispozitive includ convertor catalitic, adsorbant, AdBlue și alte sisteme. Am vorbit deja despre ele în detaliu. Acum ne vom concentra pe încă un sistem, pe care fiecare automobilist este obligat să îl monitorizeze. Aceasta este recircularea gazelor de eșapament. Să luăm în considerare cum arată desenul sistemului, cum funcționează, ce tipuri există și, de asemenea, ce avantaje are.

Ce este un sistem de recirculare a gazelor auto

În literatura tehnică și în descrierea vehiculului, acest sistem se numește EGR. Decodarea acestei abrevieri din engleză înseamnă literalmente „recirculare a gazelor de eșapament”. Dacă nu intrați în detaliile diferitelor modificări ale sistemelor, de fapt, aceasta este o supapă de recirculare care este instalată pe conducta care conectează colectoarele de admisie și evacuare.

Acest sistem este instalat pe toate motoarele moderne echipate cu o unitate de comandă electronică. Electronica vă permite să reglați mai precis diverse mecanisme și procese în unitatea de putere, precum și în sistemele a căror activitate este strâns legată de funcționarea motorului cu ardere internă.

La un moment dat, clapeta EGR se deschide ușor, din cauza căreia evacuarea pătrunde parțial în sistemul de admisie a motorului (pentru mai multe informații despre dispozitiv și principiul funcționării acestuia, citiți într-o altă recenzie). Ca rezultat, fluxul de aer proaspăt este parțial amestecat cu gazele de eșapament. În acest sens, se pune întrebarea: de ce aveți nevoie de gaze de eșapament în sistemul de admisie, dacă este necesară o cantitate suficientă de oxigen pentru funcționarea eficientă a motorului? Dacă există o anumită cantitate de oxigen ne-ars în gazele de eșapament, sonda lambda poate arăta acest lucru (este descris în detaliu aici). Să încercăm să facem față acestei contradicții aparente.

Scopul sistemului de recirculare a gazelor de eșapament

Nu este un secret pentru nimeni că atunci când combustibilul și aerul comprimat în cilindru arde, nu se eliberează doar energie decentă. Acest proces este însoțit de eliberarea unei cantități mari de substanțe toxice. Cei mai periculoși dintre aceștia sunt oxizii de azot. Parțial sunt combătute de un convertor catalitic, care este instalat în sistemul de evacuare al unei mașini (din ce elemente constă acest sistem și cum funcționează, citește separat).

O altă posibilitate de reducere a conținutului acestor substanțe în evacuare este schimbarea compoziției amestecului aer-combustibil. De exemplu, unitatea de control electronic mărește sau scade cantitatea de combustibil injectată în porțiunea proaspătă de aer. Aceasta se numește sărăcire / îmbogățire MTC.

Pe de altă parte, cu cât pătrunde mai mult oxigen în cilindru, cu atât este mai mare temperatura de ardere a amestecului de aer / combustibil. În timpul acestui proces, azotul este eliberat din combinația dintre descompunerea termică a benzinei sau motorinei și a temperaturilor ridicate. Acest element chimic intră într-o reacție oxidativă cu oxigenul, care nu a avut timp să ardă. Mai mult, viteza de formare a acestor oxizi este direct legată de temperatura mediului de lucru.

Scopul sistemului de recirculare este tocmai reducerea cantității de oxigen din porțiunea proaspătă de aer. Datorită prezenței unei cantități mici de gaze de eșapament în compoziția VTS, este asigurată o ușoară răcire a procesului de ardere în butelii. În acest caz, energia procesului în sine nu se modifică, deoarece același volum continuă să intre în cilindru, care conține cantitatea de oxigen necesară pentru aprinderea combustibilului.

Debitul de gaz este considerat convențional inert, deoarece este un produs al arderii HTS. Din acest motiv, de la sine, nu mai este capabil să ardă. Dacă o anumită cantitate de gaze de eșapament este amestecată într-o porțiune proaspătă din amestecul aer-combustibil, temperatura de ardere va scădea ușor. Datorită acestui fapt, procesul de oxidare a azotului va fi mai puțin activ. Este adevărat, recircularea reduce ușor puterea unității de putere, dar mașina își păstrează dinamismul. Acest dezavantaj este atât de nesemnificativ încât este aproape imposibil de observat diferența în transportul obișnuit. Motivul este că acest proces nu are loc la modurile de putere ale motorului cu ardere internă, când viteza acestuia crește. Funcționează doar la turații mici și medii (în unitățile pe benzină) sau la ralanti și la turații mici (în cazul motoarelor diesel).

Deci, scopul sistemului EGR este de a reduce toxicitatea evacuării. Datorită acestui fapt, mașina are mai multe șanse să se încadreze în cadrul standardelor de mediu. Este utilizat pe orice motor modern cu ardere internă, indiferent dacă este benzină sau motorină. Singura avertisment este că sistemul nu este compatibil cu unele unități echipate cu turbocompresoare.

Principii generale de funcționare ale sistemului de recirculare a gazelor de eșapament

Deși astăzi există mai multe tipuri de sisteme în care se realizează conectarea galeriei de evacuare la intrare printr-o supapă pneumatică, acestea au un principiu comun de funcționare.

Supapa nu se va deschide întotdeauna. Când un motor rece pornește, funcționează la ralanti și, de asemenea, când atinge viteza maximă a arborelui cotit, clapeta de accelerație trebuie să rămână închisă. În alte moduri, sistemul va funcționa, iar camera de ardere a fiecărui grup cilindru-piston va primi o cantitate mică de produse de ardere a combustibilului.

Dacă dispozitivul va funcționa la turația de ralanti a motorului sau în procesul de atingere a temperaturii sale de funcționare (despre ce ar trebui să fie, citiți aici), unitatea va deveni instabilă. Eficiența maximă a supapei EGR este atinsă numai atunci când motorul funcționează aproape de rpm. În alte moduri, concentrația de oxizi de azot este mult mai mică.

Când motorul se încălzește, temperatura de ardere în camere nu este atât de mare încât se formează o cantitate mare de oxizi de azot și nu este necesară o cantitate mică de evacuare pentru a reveni la cilindri. La fel se întâmplă la viteze mici. Când motorul atinge turația maximă, acesta ar trebui să dezvolte o putere maximă. Dacă supapa este declanșată, aceasta va interfera doar, prin urmare, în acest mod, sistemul va fi într-o stare inactivă.

Indiferent de tipul de sisteme, elementul cheie în acestea este un clapetă care blochează accesul gazelor de eșapament la sistemul de admisie. Deoarece temperatura ridicată a fluxului de gaz preia mai mult volum decât analogul răcit, gazele de eșapament trebuie răcite astfel încât eficiența de ardere a HTS să nu scadă. Pentru aceasta, există un răcitor suplimentar sau intercooler suplimentar asociat cu sistemul de răcire a motorului. Circuitul fiecărui model de mașină poate fi diferit, dar va avea un radiator care stabilizează procesul de menținere a temperaturii optime pentru dispozitiv.

În ceea ce privește motoarele diesel, supapa din ele este deschisă la XX. Vidul din sistemul de admisie atrage gazele de eșapament în butelii. În acest mod, motorul primește aproximativ 50% din gazele de eșapament (în raport cu aerul proaspăt). Pe măsură ce viteza crește, actuatorul amortizorului îl deplasează treptat în poziția închisă. Practic așa funcționează motorina.

Dacă vorbim despre o unitate pe benzină, atunci o concentrație mare de gaze de eșapament în tractul de admisie este plină de o funcționare slabă a motorului cu ardere internă. Prin urmare, în acest caz, funcționarea sistemului este ușor diferită. Supapa se deschide când motorul atinge turația medie. Mai mult, conținutul de evacuare dintr-o porțiune nouă de BTC nu trebuie să depășească 10%.

Șoferul află despre regenerarea incorectă prin semnalul Check Engine de pe tabloul de bord. Iată principalele defecțiuni pe care le poate avea un astfel de sistem:

• Senzorul de deschidere a clapetei sa rupt. De obicei, în afară de o dozare incorectă și de un bec care se aprinde pe ordine, nu se întâmplă nimic critic.
• Deteriorarea supapei sau a senzorului acesteia. Motivul principal al acestei defecțiuni este contactul constant cu gazele fierbinți care ies din motor. În funcție de tipul de sistem, defalcarea acestui element poate fi însoțită de epuizarea sau îmbogățirea inversă a MTC. Dacă motoarele utilizează un sistem combinat echipat cu senzori precum MAF și MAP, atunci la ralanti amestecul devine excesiv de bogat și la viteză mare a arborelui cotit, BTC este dramatic mai slab.

Când sistemul nu funcționează, benzina sau motorina arde slab, din cauza cărora apar defecțiuni însoțitoare, de exemplu, durata de viață a catalizatorului este redusă brusc. Așa arată comportamentul motorului în practică cu un mecanism defect de returnare a gazelor de eșapament.

Pentru a stabiliza turația de ralanti, unitatea de control reglează funcționarea sistemului de alimentare cu combustibil și aprinderea (dacă este o unitate pe benzină). Cu toate acestea, el nu poate face față acestei sarcini în modul tranzitoriu, deoarece deschiderea clapetei de accelerație crește foarte mult vidul, iar presiunea de evacuare crește brusc, din cauza căreia mai multe gaze de eșapament curg prin clapeta deschisă.

Ca urmare, motorul nu primește cantitatea de oxigen necesară pentru arderea completă a combustibilului. În funcție de gradul de defecțiune, mașina se poate smuci, se pot observa instabilități sau absența completă a lui XX, motorul cu ardere internă poate porni prost etc.

Ungerea de ceață este prezentă în galeria de admisie a unității. Cu contactul său constant cu gazele de eșapament fierbinți, suprafețele interioare ale colectorului, supapele, suprafața exterioară a injectoarelor și bujiile vor fi rapid acoperite cu depozite de carbon. În unele cazuri, aprinderea combustibilului poate apărea înainte ca BTC să intre în cilindru (dacă apăsați brusc pedala de accelerație).

În ceea ce privește viteza de ralanti instabilă, în caz de defecțiune a supapei Ugr, aceasta poate dispărea complet sau se poate ridica la limite critice. Dacă mașina este echipată cu o cutie de viteze automată, atunci în al doilea caz, automobilistul va trebui să cheltuiască bani pentru reparația cutiei de viteze automate. Deoarece fiecare producător implementează procesul de recirculare a gazelor de eșapament în felul său, defecțiunea acestui sistem este de natură individuală. De asemenea, consecințele acestui lucru sunt direct influențate de starea tehnică a unității de putere, a sistemului de aprindere și a sistemului de alimentare cu combustibil.

Dezactivarea sistemului va face ca motorul diesel să funcționeze mai greu la ralanti. Un motor pe benzină va experimenta un consum ineficient de combustibil. În unele cazuri, catalizatorul se înfundă mai repede datorită cantității mari de funingine care apare ca urmare a utilizării unui amestec incorect aer-combustibil. Motivul este că electronica unei mașini moderne este concepută pentru acest sistem. Pentru a împiedica unitatea de control să facă o modificare pentru recirculare, trebuie să o rescrieți, ca și în cazul reglării cipurilor (citiți despre această procedură aici).

Tipuri de sisteme de recirculare

Într-o mașină modernă, unul dintre cele trei tipuri de sisteme EGR poate fi instalat pe unitatea de alimentare:

1. În conformitate cu standardul ecologic Euro4. Acesta este un sistem de înaltă presiune. Clapeta este situată direct între galeriile de admisie și evacuare. La ieșirea din motor, mecanismul se află în fața turbinei. În acest caz, se folosește o supapă electro-pneumatică (anterior, a fost utilizat un analog pneumatic-mecanic). Acțiunea unei astfel de scheme este următoarea. Clapetei de accelerație închis - motorul este la ralanti. Vidul din tractul de admisie este mic, astfel încât clapeta este închisă. Când apăsați accelerația, vidul din cavitate crește. Ca urmare, se creează o contrapresiune în sistemul de admisie, datorită căreia supapa se deschide complet. O anumită cantitate de gaz de eșapament este returnată buteliilor. În acest caz, turbina nu va funcționa, deoarece presiunea gazelor de eșapament este scăzută și nu pot roti rotorul. Supapele pneumatice nu se închid după deschidere până când turația motorului scade la valoarea corespunzătoare. În sistemele mai moderne, designul recirculării include supape și senzori suplimentari care ajustează procesul în conformitate cu modurile motorului.
2. În conformitate cu standardul ecologic Euro5. Acest sistem are presiune scăzută. În acest caz, designul este ușor modificat. Clapeta se află în zona din spatele filtrului de particule (citiți despre motivul pentru care este necesar și cum funcționează) aici) în sistemul de evacuare și în admisie - în fața turbocompresorului. Avantajul unei astfel de modificări este că gazele de eșapament au timp să se răcească ușor și, datorită trecerii lor prin filtru, sunt eliminate din funingine și alte componente, datorită cărora dispozitivul din sistemul anterior are o durată de viață mai scurtă. Acest aranjament asigură returnarea gazelor de eșapament și în modul de supraalimentare, deoarece evacuarea trece complet prin rotorul turbinei și o învârte. Datorită unui astfel de dispozitiv, sistemul nu reduce puterea motorului (așa cum spun unii șoferi, nu „sufocă” motorul). În multe modele moderne de automobile, filtrul de particule și catalizatorul sunt regenerate. Datorită faptului că supapa și senzorul său sunt situate mai departe de unitatea încărcată termic a mașinii, ele nu cedează adesea după mai multe astfel de proceduri. În timpul regenerării, supapa va fi închisă, deoarece motorul necesită combustibil suplimentar și mai mult oxigen pentru a crește temporar temperatura în DPF și a arde funinginea pe care o conține.
3. În conformitate cu standardul ecologic Euro6. Acesta este un sistem combinat. Proiectarea sa constă din elemente care fac parte din dispozitivele descrise mai sus. Deoarece fiecare dintre aceste sisteme funcționează numai în modul propriu, sistemele de admisie și evacuare ale motorului cu ardere internă sunt echipate cu supape de la ambele tipuri de mecanisme de recirculare. Când presiunea din galeria de admisie este scăzută, se declanșează o etapă tipică pentru indicatorul Euro5 (presiune scăzută), iar atunci când sarcina crește, este activată etapa, care este utilizată la mașinile care respectă standardul Euro4 (presiune înaltă) standard.

Acesta este modul în care funcționează sistemele care aparțin tipului de recirculare externă (procesul are loc în afara unității de putere). În plus față de acesta, există un tip care asigură o sursă internă de gaze de eșapament. Poate scoate o parte din evacuare ca și cum ar fi intrat în galeria de admisie. Numai acest proces este asigurat prin rotirea ușoară a arborilor cu came. Pentru aceasta, un schimbător de fază este instalat suplimentar în mecanismul de distribuție a gazului. Acest element, într-un anumit mod de funcționare al motorului cu ardere internă, modifică ușor sincronizarea supapei (care este și ce valoare au pentru motor, este descris separat).

În acest caz, ambele supape ale cilindrului se deschid la un moment dat. Concentrația gazelor de eșapament în porțiunea BTC proaspătă depinde de cât timp sunt deschise aceste supape. În timpul acestei proceduri, orificiul de admisie se deschide înainte ca pistonul să ajungă în punctul mort superior și orificiul de ieșire se închide chiar înainte de TDC-ul pistonului. Datorită acestei perioade scurte, o cantitate mică de evacuare curge în sistemul de admisie și este apoi aspirată în cilindru pe măsură ce pistonul se deplasează spre BDC.

Avantajul acestei modificări este o distribuție mai uniformă a gazelor de eșapament în butelii, precum și viteza sistemului este mult mai mare decât în ​​cazul recirculării externe.

Sistemele moderne de recirculare includ un radiator suplimentar, al cărui schimbător de căldură permite răcirea rapidă a gazelor de eșapament înainte de a pătrunde în tractul de admisie. Este imposibil să se specifice configurația exactă a unui astfel de sistem, deoarece producătorii de mașini implementează acest proces în conformitate cu diferite scheme, iar elementele de control suplimentare pot fi amplasate în dispozitiv.

Supape de recirculare a gazelor

În mod separat, trebuie menționate varietățile de supape EGR. Ele diferă între ele prin modul în care sunt guvernate. Conform acestei clasificări, toate mecanismele sunt împărțite în:

• Supape pneumatice. Acest tip de dispozitiv nu se mai folosește rar. Au un principiu de funcționare în vid. Clapa este deschisă de vidul generat în tractul de admisie.
• Electro-pneumatic. O electrovalvă controlată de un ECU este conectată la supapa pneumatică într-un astfel de sistem. Electronica sistemului de la bord analizează modurile motorului și, în consecință, reglează funcționarea clapetei. Unitatea de control electronic primește semnale de la senzori pentru temperatură și presiunea aerului, temperatura lichidului de răcire etc. și, în funcție de datele primite, activează acționarea electrică a dispozitivului. Particularitatea acestor supape este că amortizorul din ele este fie deschis, fie închis. Vidul din sistemul de admisie poate fi creat de o pompă de vid suplimentară.
• Electronic. Aceasta este cea mai recentă dezvoltare a mecanismelor. Electrovanele funcționează direct de la semnalele de la ECU. Avantajul acestei modificări este buna funcționare a acestora. Se realizează prin trei poziții de amortizor. Acest lucru permite sistemului să regleze automat doza de gaze de eșapament în conformitate cu modul motorului cu ardere internă. Sistemul nu folosește vid în tractul de admisie pentru a controla supapa.

Beneficii ale sistemului de recirculare

Contrar credinței populare conform cărora sistemul de respectare a mediului a unui vehicul nu este benefic pentru grupul de propulsie, recircularea gazelor de eșapament are unele beneficii. Este posibil ca cineva să nu înțeleagă de ce instalează un sistem care reduce puterea motorului cu ardere internă, dacă pot fi folosiți neutralizatori suplimentari (dar în acest caz, sistemul de evacuare va fi literalmente „auriu”, deoarece metalele prețioase sunt utilizate pentru neutralizarea substanțelor toxice) . Din acest motiv, proprietarii unor astfel de mașini sunt uneori setați să dezactiveze sistemul. În ciuda dezavantajelor aparente, recircularea gazelor de eșapament este chiar oarecum benefică pentru unitatea de putere.

Iată câteva motive pentru acest proces:

1. Într-un motor pe benzină, datorită numărului mic de octanici (despre ce este și ce rol afectează acest parametru asupra motorului cu ardere internă, citiți separat) apare adesea detonarea combustibilului. Prezența acestei defecțiuni va fi indicată de senzorul cu același nume, care este descris în detaliu aici... Prezența unui sistem de recirculare elimină acest efect negativ. În ciuda contradicției aparente, prezența unei supape egr, dimpotrivă, face posibilă creșterea puterii unității, de exemplu, dacă setați un timp de aprindere diferit pentru o aprindere anterioară.
2. Următorul plus se aplică și motoarelor pe benzină. În accelerația acestor ICE, există adesea o scădere mare de presiune, din cauza căreia există o mică pierdere de putere. Funcționarea recirculării face posibilă reducerea acestui efect.
3. În ceea ce privește motoarele diesel, în modul XX, sistemul asigură o funcționare mai ușoară a motorului cu ardere internă.
4. Dacă mașina trece de controlul mediului (de exemplu, la trecerea frontierei cu țările UE, această procedură este obligatorie), atunci prezența reciclării crește șansele de a trece acest control și de a obține un permis.

În majoritatea modelelor auto, sistemul de recirculare nu este atât de ușor de oprit și, pentru ca motorul să funcționeze stabil fără acesta, va trebui să se facă setări suplimentare ale unității electronice de control. Instalarea altor programe software va împiedica ECU să răspundă la lipsa semnalelor de la senzorii EGR. Dar nu există astfel de programe din fabrică, așa că schimbând setările electronice, proprietarul mașinii acționează pe propriul risc și risc.

În concluzie, oferim un scurt videoclip animat despre cum funcționează recircularea în motor:

O explicație simplă a recirculării gazelor de eșapament (EGR)

Întrebări și răspunsuri:

Cum se verifică supapa EGR? Contactele supapei sunt sub tensiune. Ar trebui să se audă un clic. Alte proceduri depind de locul de instalare. Practic, este necesar să apăsați ușor membrana de vid în timp ce motorul funcționează.

Pentru ce este o supapă EGR? Acesta este un element necesar pentru a reduce conținutul de substanțe nocive din evacuare (unele dintre gaze sunt direcționate către galeria de admisie) și pentru a crește performanța unității.

Unde este amplasată supapa EGR? Depinde de designul motorului. Trebuie să-l căutați în zona galeriei de admisie (pe galeria în sine sau pe conducta care conectează admisia la motor).

Cum funcționează o supapă de evacuare? Când clapeta de accelerație este deschisă mai mult, din cauza diferenței de presiune în galeriile de admisie și evacuare, o parte din gazele de evacuare sunt aspirate în sistemul de admisie al motorului cu ardere internă prin supapa EGR.