EGR в дизельному двигуні: що це таке?

Система рециркуляції відпрацьованих газів ЄДР (англ. Exhaust Gas Recirculation) є рішенням, яке знижує рівень оксидів азоту в відпрацьованих газах бензинового або дизельного двигуна. Дана система стосовно до сучасних ДВС відсутня тільки на бензиновий турбомотор.

Для дизельних двигунів висуваються різні вимоги щодо стандартів токсичності відпрацьованих газів. З цієї причини EGR дизельного мотора може бути реалізована за різними схемами. Система рециркуляції відпрацьованих газів ЄДР дизельного двигуна може бути:

  • системою високого тиску;
  • ЄДР низького тиску;
  • комбінованою системою EGR;

Рекомендуємо також прочитати статтю про особливості експлуатації дизельного двигуна взимку. З цієї статті ви дізнаєтеся про присадки в дизпаливо, свічках напруження, підігріві солярки, а також про профілактичні заходи для впевненого запуску дизельного мотора при негативних температурах.

Для чого потрібна система EGR

Головною функцією системи EGR стає часткове повернення відпрацьованих газів назад у впускний колектор двигуна для допалювання. ЄДР дизельного двигуна дозволяє зробити роботу моторів подібного типу м’якшою і плавною, бензинові агрегати з EGR менше страждають від детонації. Система рециркуляції відпрацьованих газів здатна поліпшити експлуатаційні показники дизельного або бензинового ДВС, знизити витрату палива. Вихлоп мотора з ЄДР стає менш токсичним.

Головним завданням системи EGR є ефективне зниження рівня оксидів азоту в вихлопі. Освіта оксидів азоту в процесі роботи мотора викликано високою температурою. Зростання температури в камері згоряння ДВС призводить до активного збільшення вмісту оксидів азоту в паливно-повітряної суміші. Висока температура в камері згоряння ДВС призводить до того, що кисень і азот, які містяться в подається повітрі, починають взаємодіяти між собою.

Повітря потрапляє в розігріту камеру згоряння двигуна, де далі активно утворюються окиси азоту. Це означає, що кисень, який необхідний для повноцінного спалювання бензину в агрегатах даного типу починає заміщатися зазначеними оксидами азоту. Робоча суміш за умови нестачі кисню згоряє не повністю, в результаті чого втрачається потужність двигуна, помітно підвищується витрата палива, а також зростає токсичність вихлопних газів ДВС.

Якщо повернути частину відпрацьованих газів у впускний колектор, це дозволяє трохи знизити температуру згоряння паливно-повітряної суміші. Зниження температури автоматично зменшує інтенсивність утворення оксидів азоту.

Попадання частини відпрацьованих газів назад у впуск практично не змінює необхідного співвідношення базових компонентів для отримання якісної паливно-повітряної суміші, сам двигун не втрачає потужності на різних режимах, а також спостерігається економія палива.

Відключення клапана ЄДР

В Європі та інших розвинутих країнах до питань екології підходять досить строго. На території СНД з питання ЄДР існує безліч суперечок. Темами обговорення серед автолюбителів стають топіки щодо того, як «заглушити» ЄДР дизельного або бензинового мотора, нейтралізувати систему рециркуляції відпрацьованих газів, відключити клапан ЄДР дизеля і т.д.

Багато хто впевнений, що система рециркуляції «душить» мотор і ЄДР забирає потужність, не дозволяючи циліндрах двигуна наповнюватися чистим повітрям в повній мірі. До таких належать любителі тюнінгу дизельного мотора. Не менш частою причиною відмови від рециркуляції стає сильне забруднення впускного колектора і швидкий вихід з ладу датчиків системи, а також клапана EGR.

Всі елементи системи рециркуляції страждають від нагару в умовах експлуатації мотора на паливі низької якості. Ремонт системи вимагає певних фінансових витрат. Деякі водії з цієї причини негайно «глушать» рециркуляцию відпрацьованих газів і не піклуються про доцільність такого рішення.

Рециркуляція відпрацьованих газів: клапан ЄДР

Головним елементом системи рециркуляції відпрацьованих газів виступає клапан EGR. На зазначеному клапані заснована вся система. Саме клапан ЄДР є рішенням, яке дозволяє певної частини відпрацьованих газів потрапляти назад у впускний колектор, де вони далі знову перемішуються з черговою порцією надійшов у впуск повітря.

Чим більше кисню виявляється в камері згоряння, тим більшою виходить температура горіння паливно-повітряної суміші. Додавання частини відпрацьованих газів до складу суміші означає примусове зменшення кількості кисню. Так досягається зниження температури згоряння робочої суміші в камері. Менша кількість кисню означає менше інтенсивна взаємодія з азотом, що і знижує в результаті кількість оксидів азоту в вихлопі.

Клапан EGR дизельного або бензинового двигуна працює не однаково, що залежить від особливостей конкретного типу ДВС. Дизельний двигун має клапан ЄДР, який відкривається в режимі холостого ходу, обмежуючи вдвічі впуск свіжої порції повітря. Зі збільшенням навантаження на двигун EGR пропускає меншу кількість відпрацьованих газів у впуск, а в моменти пікових навантажень клапан повністю закритий. Даний клапан закривається також в режимі прогріву дизельного двигуна. Що стосується бензинових ДВС, клапан EGR закритий на холостому ходу, а також під час виходу двигуна на максимальний крутний момент. Якщо навантаження на мотор низька або середня, тоді клапан забезпечує всього до 10% впуску повітря.

Системи рециркуляції працюють за принципом замкнутого контуру, а сам клапан EGR може управлятися:

  • електричним контролером;
  • електропневматичним способом;

Для першого рішення система спирається на дані, які надходять від датчика положення в контролер ДВС. Саме контролер посилає керуючий сигнал на клапан. У другому випадку регулювання роботи клапана ЄДР відбувається на підставі показань від датчика тиску у впускному колекторі, датчика масової витрати повітря і датчика температури повітря на впуску.

Зустрічаються конструкції двигунів, які мають на увазі поліпшене охолодження відпрацьованих газів в процесі роботи системи рециркуляції. Клапан EGR в таких конструкціях інтегрують в систему охолодження двигуна. Система стає складнішою, але рівень оксидів азоту зменшується ще більш ефективно.

За зваереніям виробників, система рециркуляції відпрацьованих газів має певний ряд переваг в процесі експлуатації ДВС. Для моторів на бензині плюсами ЄДР стає менший перепад тиску в області дросельної заслінки. Знижена температура горіння зменшує детонацію, дозволяючи встановити раніше запалювання для підвищення моментной характеристики двигуна. Дизельний мотор з ЄДР працює м’якше і тихіше в режимі холостого ходу, так як менший вміст кисню призводить до зниження тиску в момент згоряння паливно-повітряної суміші.

Види систем рециркуляції відпрацьованих газів дизельного двигуна

EGR високого тиску встановлюється на дизельних моторах, які відповідають вимогам Євро 4. Допустимий вміст оксиду азоту в відпрацьованих газах згідно з цими вимогами не повинно перевищувати 0,25 г / км. Система рециркуляції високого тиску частково відводить відпрацьовані гази з випускного колектора турбодизеля, відбираючи їх перед турбіною. Далі система перенаправляє зазначені гази в канал, звідки вони потрапляють у впускний колектор.

Система має наступні елементи в своєму пристрої:

  • клапан рециркуляції з електро або пневмоприводом;
  • патрубки для відводу відпрацьованих газів;

Клапан рециркуляції (клапан EGR) перепускає відпрацьовані гази з системи випуску під впуск. Пневматичний клапан працює завдяки розрядці, яке створюється у впускному колекторі бензинових ДВС. У дизельних агрегатах таке розрідження створює вакуумний насос. Розрядження, яке впливає на клапан рециркуляції, в свою чергу регулюється за допомогою керуючого електромагнітного клапана.

Процес рециркуляції відпрацьованих газів стає більш-менш інтенсивним залежно від різних режимів роботи силового агрегату. Ступінь інтенсивності безпосередньо залежить від різниці тисків на впуску і випуску. Тиск у впускний системі регулюється за допомогою дросельної заслінки. Закритий дросель означає, що тиск на впуску падає. У цей момент рециркуляції відпрацьованих газів протікає більш інтенсивно. Велика рециркуляція призводить до зменшення потоку відпрацьованих газів, який спрямований в турбокомпресор. Виходить, що в момент активної рециркуляції відпрацьованих газів трохи падає тиск турбонаддува дизельного ДВС, який обладнаний ЄДР подібного типу.

Система ЄДР не активна в режимі холостого ходу, в момент повного відкриття дроселя, а також під час прогріву двигуна і до виходу двигуна на робочу температуру. Контроль за роботою системи рециркуляції здійснює ЕБУ двигуна. Клапан рециркуляції вступає в роботу по сигналу електронного блоку управління ДВС, який контролює стан дросельної заслінки за допомогою потенціометричного датчика.

Дизельні ДВС, які відповідають стандарту Євро 5, мають на увазі такий рівень вмісту оксиду азоту в відпрацьованих газах, який не повинен перевищувати показник 0,18 г / км. Такі мотори мають систему EGR низького тиску. Особливістю даної системи є те, що відведення відпрацьованих газів відбувається за фільтром сажі дизельного двигуна. Далі гази потрапляють в радіатор системи рециркуляції для додаткового охолодження. Наступним етапом стає пропуск газів через клапан рециркуляції і проникнення у впуск перед турбіною.

Система ЄДР низького тиску забезпечує наступні переваги:

  • зниження кількості частинок сажі;
  • температура відпрацьованих газів ефективно знижується;
  • істотне зниження рівня вмісту оксидів азоту в вихлопних газах;

Додатковим плюсом стає те, що відпрацьовані гази проходять через турбокомпресор. Це дозволяє даній системі рециркуляції ефективно працювати без зниження тиску наддуву. Виходить, двигун працює без втрат потужності.

Інтенсивність рециркуляції реалізована за допомогою ЕБУ двигуна. Контроль здійснюється за допомогою наступних елементів:

  • дросельна заслінка;
  • заслінка рециркуляції;
  • випускна заслінка;

Все заслінки функціонують завдяки наявності електричного приводу. Відкриття заслінок на одну або іншу величину вимірюється потенціометричним датчиками. Ступінь рівня відкриття заслінки ґрунтується на спеціальній програмі. Ця цифрова схема зашита в ЕБУ, враховує наповнення циліндрів двигуна, показник тиску турбонаддува і ступінь інтенсивності роботи системи ЄДР стосовно до різних режимів роботи ДВС.

Дизельні мотори стандарту Євро 6, згідно з яким вміст оксиду азоту в вихлопі не повинно бути вище 0,08 г / км, отримують комбіновану систему рециркуляції. Особливістю такої системи стають дві відокремлені магістралі, за якими здійснюється рециркуляція відпрацьованих газів. Одна з магістралей комбінованої системи EGR представляє собою магістраль високого тиску, а інша є магістраллю низького тиску.

Комбінована система працює подібно системі рециркуляції на моторах Євро 5. Додатково може здійснюватися подача відпрацьованих газів з магістралі високого тиску, яка задіюється на окремих режимах роботи силового агрегату. Головним завданням стає максимально можливе зниження рівня оксидів азоту в вихлопі. Варто відзначити, що радіатор охолодження відпрацьованих газів в комбінованій системі відсутній стосовно магістралі високого тиску.

Основні причини несправностей ЄДР

Найбільш частою причиною несправностей системи EGR є нагар. Інтенсивне утворення нагару зачіпає гніздо або пластину клапана ЄДР. Нагар утворюється в результаті експлуатації ДВС на паливі низької якості. Система рециркуляції також виходить з ладу через несправності і збоїв в роботі системи харчування дизельного двигуна, неповного згоряння паливно-повітряної суміші, відхилень у функціонуванні системи вентиляції картерних газів і т.д. Система ЄДР страждає від нагару в результаті механічного зносу турбокомпресора, поршнів і циліндрів, закоксовкі інжекторних форсунок, а також від різних збоїв у роботі датчиків, які передають на ЕБУ сигнали для управління клапаном EGR.

Якщо клапан ЄДР засмітився, тоді він може працювати некоректно або заклинити. У першому випадку відзначається невчасне спрацьовування клапана, що помітно в режимі холостого ходу і не має явних симптомів і наслідків для ДВС. У другому випадку клапан EGR може клинить в момент відкриття або закриття. Бензинові агрегати з заклинили клапаном системи рециркуляції працюють на холостому ходу вкрай нестійке, збільшується витрата палива. Дизельні мотори з непрацюючим клапаном EGR втрачають потужність, працюють більш грубо і шумно.

Для виявлення несправностей системи рециркуляції відпрацьованих газів необхідно провести візуальний контроль стану трубопрводов, електричних роз’ємів датчиків і інших систем. Поглиблена діагностика має на увазі електронне сканування і ряд процедур для перевірки функціональності приводів і самого клапана EGR.

Необхідно перевірити опір, а також наявність керуючих сигналів. Для цього використовується осцилограф і мультиметр. Якщо сканування показало, що тиск на впуску відрізняється від норми, а також має місце підвищена витрата повітря, тоді можливе заклинювання клапана. Заміна клапана EGR паралельно вимагає ретельного очищення супутніх магістралей і роз’ємів, так як залишки нагару в системі можуть призвести до повторного виникнення несправностей системи рециркуляції відпрацьованих газів через невеликий проміжок часу.

Ссылка на основную публикацию