Устойчивость работы силовых агрегатов, их степень экологичности, зависит от наличия системы EGR. Главная ее задача — возвращение части отработанных газов во впускные каналы для улучшения поджигания горючей смеси. Устанавливается на дизелях, некоторых моделях бензиновых силовых агрегатах.
Устройство ЕГР положительно влияет на работу двигателей, уменьшает потребление горючего, в атмосферу попадает меньше токсичных веществ. Сегодня статья расскажет о ЕГР в дизельном двигателе что это такое и ответить на поставленный вопрос.
Задача системы
Для нормальной работы двигателей требуются низкие значения оксидов азота в выхлопных газах. Образуются в сфере высоких температур дизельных моторов, создавая насыщение топливной смеси оксидами азота. В результате происходит отрицательное взаимодействие оксидов с кислородом. Вот что является итогом такого взаимодействия.
Кислород, вместо того, чтобы стопроцентно сгорать, частично используется для образования нежелательных элементов. В итоге дизель недобирает мощности, значительно повышается объем потребляемого топлива, в наружный воздух поступает большое количество вредных веществ. Происходит загрязнение воздушного бассейна.
Снижает уровень отрицательных явлений возврат некоторой части отработанных газов назад в камеру, тем самым понижая температуру. Рециркуляция выхлопов ДВС значительно понижает образование оксидов азота.
Возвращение запрограммированных долей выхлопов в камеры практически не влияют на нормативные требования приготовления топлива. Наоборот, получает позитив, поскольку увеличивается мощность при очевидной экономии солярки.
Как контролируется поток системы EGR
Контроллер периодически тестирует систему EGR вместе с другими системами контроля выбросов. Если расход больше или меньше ожидаемого, ЭБУ обнаруживает неисправность и включает индикатор Check Engine на панели приборов.
EGR с датчиком температуры
Существуют разные способы контроля потока EGR. Некоторые автомобили используют датчик температуры EGR, установленный во впускной части системы EGR. Когда клапан рециркуляции выхлопных газов открывается, температура на стороне впуска поднимается от горячих выхлопных газов.
EGR с датчиком DPFE
В более старых автомобилях Ford использовался датчик DPFE (Delta Pressure Feedback EGR), который измеряет расход EGR на основании разницы давлений с обеих сторон измерительного отверстия в выхлопной части системы EGR.
EGR с электрическим клапаном
Современные автомобили используют электрический клапан рециркуляции отработавших газов. Некоторые автомобили также имеют кулер EGR.
ЭБУ управляет потоком EGR, открывая или закрывая клапан EGR с помощью шагового двигателя.
Поток EGR контролируется датчиком абсолютного давления в коллекторе (ДАД / MAP), датчиком массового расхода воздуха (ДМРВ) и датчиком кислорода.
Предыдущая запись Датчик кислорода (Лямбда-зонд) — что это, как работает, проблемы, симптомы, замена
Следующая запись Система улавливания паров бензина EVAP
Заглушить EGR или нет?
В Объединенной Европе, где на каждого жителя приходится одна автомашина, к загрязнению воздушного бассейна, относятся крайне негативно, скажем — трепетно. Там вопрос, отключать и использовать EGR, не дискутируется. В постсоветских государствах об этом возникают жаркие споры в системе интернет на профильных форумах, специальных периодических изданиях.
Доводом отключения ЕГР служат мнения некоторых «знатоков», мол, система угнетает функциональность силовых агрегатов, преждевременно приводя в непригодное состояние.
Откуда появляются такие отзывы, становится известно, детально проанализировав причины, по каким неэффективным оказывается система ЕГР. Отчасти это происходит, когда система действительно «удушает» двигатель: силовая установка становится маломощной. Но это происходит, когда водители перестают правильно обслуживать систему. Например, своевременно не очищают забитый грязью впускной канал. Негатив получается, когда выходят из функционального состояния датчики, клапана.
Установлено, EGR уязвима от использования некачественной солярки, мотивирующей появление большого нагара. Дизельное топливо, бензин регулярно растут в цене, что приводит к ситуации, когда в топливные баки заливают некондиционный дизель или бензин дешевой марки. Чтобы удалить нагар, необходимо сильно потратиться. И многие водители, не готовые терпеть издержки , считая рациональным отключить систему. Целесообразность такого решения их мало беспокоит.
Признаки неисправности клапана ЕГР
Признаками неисправности клапана ЕГР будет частая остановка двигателя, плавание оборотов двигателя на холостом ходу, детонация и “троение”, рывки при движении автомобиля, потеря мощности в двигателе при разгоне. В дизельном автомобиле клапан ЕГР требует большего внимания, чем в бензиновом. Его рекомендуется очищать от нагара и отложений регулярно через 60-100 тысяч пробега, так как в дизельном топливе содержится больше примесей, оседающих при высоких температурах на стенки и шторку клапана, что приводит к нарушению его работы и поломке.
Заклинил механизм клапана
Наиболее частой причиной неработоспособности ЕГР-клапана является заклинивание его механической части. Такое случается, когда он открыт или закрыт, в зависимости от конкретной ситуации:
- в первом случае заклинивание обычно приводит к тому, что отработанные пары спустя какое-то время попадают в цилиндр со всеми вытекающими последствиями;
- во втором — опасность в виде выброса вредных веществ грозит окружающей среде, но автомобиль пострадать не должен.
Виновником заклинивания механической части клапана обычно является оседающая на детали сажа — неотъемлемый спутник продуктов сгорания бензина и дизтоплива. По этой причине во избежание заклинивания механизма следите за качеством используемого в машине топлива и вовремя меняйте масло. Заправляйте автомобиль на крупных заправках известных брендов-поставщиков и избегайте неизвестных станций.
Механическая часть клапана ЕГР имеет срок эксплуатации с диапазоном от 150 до 180 тысяч километров пробега. Данные цифры верны лишь при условиях надлежащего ухода и функционирования узла в тандеме с мотором, работающим на качественном топливе.
Неисправный двигатель
Виновником поломки рециркуляционной системы может являться двигатель. Среди наиболее распространённых неполадок мотора, потенциально ответственных за выход из строя ЕГР-клапана:
- несвоевременная замена воздушного фильтра;
- залегание колец поршня.
При выходе из строя блока рециркуляции и подозрении на неисправность мотора, в первую очередь проведите диагностику двигателя внутреннего сгорания. Устраните обнаруженные неполадки, после чего приступите к ремонту (замене) рециркулирующего клапана.
Физический износ
Отработав определённый срок, система рециркуляции выхлопных газов может выйти из строя в силу своего физического старения. Скорость изнашивания узла прямо пропорциональна количеству осевшей на нём сажи.
Скапливающиеся на устройстве частицы — нормальное явление, так как копоть при горении образуется в любом случае, при этом количество оксидов азота повышается с ростом температуры, а объём частиц сажи растёт при снижении последней.
Чтобы достичь золотой середины, инженеры двигателей внутреннего сгорания вынуждены идти на различного рода технические ухищрения при конструировании систем ЕГР. Однако избежать проблемы изнашивания EGR-клапана из-за воздействия на него весьма агрессивного сажевого налёта пока не удалось.
Нарушена герметичность
Нарушение герметичности рециркулирующей системы автомобиля грозит выходом из строя как самого клапана ЕГР, так и других узлов двигателя. Хуже всего то, что воздух, попадающий в блок, программа управления двигателем не видит. Водитель долгое время может оставаться в неведении касательно наличия данной неисправности.
Неполадки с электроникой
Неисправности электронной части автомобиля также способны вывести ЕГР-клапан из строя. Обычно проблемы возникают при разрыве цепей питания электронных компонентов. Иногда в неполадках виновен датчик положения клапана.
Принцип работы ЕГР
ЕГР клапан дизельной силовой установки и аналога на бензине функционирует по-разному. То есть имеется прямая зависимость от моделей двигателей.
Работа EGR на бензиновом и дизельном двигателях:
- Клапан, контролирующий подачу свежего воздуха при холостой работе дизеля, пропускает его в 2 раза меньше. Во время увеличения нагрузок, клапан дозирует отработанные газы во впускной коллектор — пропускает меньший объем. Если ДВС достигает пиковых нагрузок, клапан системы полностью перекрывает поступление отработанных газов. Он не отрывается и во время пуска силовой установки. Такой алгоритм функционирования ЕГР, установленного на дизельный силовой агрегат.
- Что касается клапана, установленного на бензиновую силовую установку, принцип работы иной. Он не действует при холостой работе двигателя и в момент его максимального крутящего момента. При остальных ситуациях ограничивает до 90% впуска свежего воздуха.
Рециркуляция функционирует в особом режиме. Клапан бензинового двигателя управляется двумя способами — контроллером при помощи электрического тока или пневматикой.
Сегодня на автотрассах легко встретить автомобили, где охлаждение отработанных выхлопов производится особым путем. Клапаны интегрируются в систему ОД (охлаждения двигателя). Получается сложная система, компенсируемая значительным понижением объема оксидного азота.
Что такое клапан ЕГР
Схема работы клапана довольно проста – часть газов из выхлопной системы смешивается с воздухом из выпускного коллектора. Если процент окиси азота слишком высокий, то это приводит к большому температурному режиму в камере сгорания. Все мы, ещё со школьной скамьи, знаем, что катализатором горения выступает кислород. А газы из впускного коллектора, смешиваясь с воздушным потоком, минимизируют процент кислорода. Как следствие — снижается температура сгорания и понижается токсичность.
Основные задачи, преследуемые системой ЕГР
При использовании клапана системы часть газов, отработавших цикл, возвращается через впускной коллектор для последующего сжигания. При этом силовые агрегаты работают более мягко и плавно, в бензиновых моторах отмечается ощутимое снижение уровня детонации.
Преимущества применения рециркуляционной системы:
- Улучшение эксплуатационных показателей дизельных и бензиновых ДВС.
- Снижение расхода горючего.
- Уменьшение токсичности выхлопных газов.
Процесс образования вредных оксидов под воздействием высоких температур состоит из следующих этапов:
- Активное увеличение процентного содержания азотных оксидов в топливно-воздушных смесях.
- Взаимодействие кислорода и азота под влиянием высокой температуры.
- Попадание воздуха в камеру сгорания вызывает активное образование окиси азота.
- Замещение кислорода образовавшимися оксидами азота.
- Недостаток кислорода вызывает неполное сгорание рабочей смеси.
- Потеря мощности движка.
- Повышение расхода дизельного топлива или бензина.
- Возрастание токсичности газов выхлопных в ДВС.
Возврат во впускной коллектор части отработавших газов способствует заметному снижению температуры сгорания топливных смесей. С понижением температуры происходит уменьшение интенсивности возникновения азотных оксидов.
При попадании в камеру сгорания газов, прошедших полный цикл, не нарушает количественный баланс основных компонентов, участвующих в создании топливно-воздушныхсмесей, мощностные показатели силовых агрегатов не изменяются при работе в различных режимах, топливо экономится.
Функции клапана рециркуляции газов
Клапан ЕГР в дизельном двигателе является основным элементом системы рециркуляции. На его работе основано функционирование всей системы. При помощи данного устройства отработавшие газы частично входят в коллектор для перемешивания с поступающим воздухом. Увеличение количества кислорода в камере приводит к возрастанию температуры сгорания рабочей смеси. Добавленные отработавшие газы позволяют уменьшить процент содержания кислорода, что способствует снижению рабочей температуры и количества азотных оксидов в выхлопных газах.
Требования ЕВРО-4
На дизельных силовых установках европейский стандарт ЕВРО-4, контролирующий уровни загрязнения выхлопных газов, требует снабжения дизельного двигателя клапанами, настроенными на высокое давление.
- Стандарт утвердил шкалу вредных частиц, содержащихся в выхлопных газах. Азотный оксид должен составлять на 1 километр 0,25 грамма.
Что и достигается системой рециркуляции. Отвод выхлопных газов производится непосредственно перед турбинным агрегатом. Потом идет перенаправление во впускные устройства.
Виды систем рециркуляции дизеля
Для дизельного двигателя используется несколько типов систем для рециркуляции отработавших газов EGR, cбор которых определяется экологическими стандартами автомобиля. В настоящее время их три:
- Высокого давления (соответствует стандарту Евро 4). Клапан EGR напрямую соединяет выпускной (устанавливается перед турбокомпрессором) и впускной коллекторы. В этой схеме применяется электропневматический привод. При закрытой дроссельной заслонке во впускном коллекторе давление снижается, в результате чего создается более высокое разрежение. Это приводит к увеличению поступающего потока выхлопных газов. С другой стороны, уменьшается интенсивность турбонаддува, поскольку на турбину поступает меньше отработавших газов. Когда дроссельная заслонка полностью открыта, EGR не работает.
- Низкого давления (соответствует стандарту Евро 5). В такой схеме клапан подключен к системе выпуска на участке между сажевым фильтром и глушителем, а в системе впуска – перед турбокомпрессором. Благодаря такому подключению снижается температура отработавших газов, также они очищаются от примесей сажи. При этом, в сравнении со схемой высокого давления, турбонаддув выполняется на полной мощности, поскольку через турбину проходит весь поток газов.
- Комбинированная (соответствует стандарту Евро 6). Представляет собой сочетание схемы высокого и низкого давлений, каждая из которых имеет собственный клапан рециркуляции. В обычном режиме эта схема работает по каналу низкого давления, а при повышенной нагрузке подключается канал рециркуляции высокого давления.
В среднем, клапан EGR служит до 100 тысяч километров пробега, после чего может засориться и выйти из строя. Далее, в большинстве случаев, автомобилисты, не понимая, для чего нужны системы рециркуляции, просто полностью удаляют их.
Технологический процесс
В дизельном движке рециркуляционный клапан часть выхлопного газа снова возвращает в пуск. Клапанное устройство приводится в штатное рабочее состояние за счет разреженной среды впускного канала, создаваемого специальным насосом. Кроме этого на клапан действуют магнитные силы, то есть происходит управление электромагнитом.
Рециркуляционные процессы приобретают интенсивность или пассивность от стадии работы двигателя. Появление интенсивности фиксируется при закрытом дросселе, поскольку тотально снижается давление на впуске. В этот момент наблюдается снижение потоков выпускных газов, направляемых в турбинный компрессор двигателя.
Не проявляет активности ЕГР в момент работы двигателя на холостом ходу при максимально открытой дроссельной заслонке в периоды прогревания и вывода автомашины на запрограммированную температуру.
Виды клапанов EGR
Расположение EGR в автомобиле
На данный момент существует три разновидности клапанов EGR, различающихся по типу привода:
- Пневмомеханический – простейшая (устаревшая) система привода рециркуляции выхлопных газов. Фактически, управление клапаном в этой схеме осуществляется за счет создания разрежения во впускном коллекторе автомобиля.
- Электропневматический. Пневмоклапан EGR приводится в движение электроклапаном, управляемым ЭБУ двигателя автомобиля на основании данных комплекта датчиков (противодавления выхлопных газов, температуры, положения клапана, давления на впуске, температуры охлаждающей жидкости). Он осуществляет подключение и отключение источника разрежения к клапану EGR, имея лишь два положения. В свою очередь, разрежение в такой системе может создаваться вакуумным насосом.
- Электронный. Клапан EGR такого типа приводится в движение непосредственно ЭБУ двигателя автомобиля. Он имеет три положения, что обеспечивает более плавное регулирование потока отработавших газов. Переключение положения электронного клапана EGR осуществляется соленоидами, которые открывают и закрывают его в различных комбинациях. В такой системе разрежение не задействуется.
Как электроника контролирует ЕГР?
Внимательно «следит» за работой рециркуляционный « деятельностью» электроника, находящаяся в ЭБУ. Срабатывает клапан именно от полученного сигнала из электронного центра управления.
Управляют положениями клапана импульсы, сформированными нажатием дроссельной заслонки. А пространственное положение дросселя контролируется специальным датчиком. Словом, сложная система управления.
Новые требования экологического характера выставил автомобилистам ЕВРО-5. Сегодня стандарт требует, чтобы уровень азотного оксида не превышал значения 0,18 грамм на километр. Получают рекомендованный результат интеграцией в топливную систему дизеля EGR пониженного циска.
Новостным информационным сообщением водители получили сведения о расположении элемента. Идет сразу за сажеуловителем дизельной силовой установки. После выхлопные газы направляются в устройство перенаправления потоков для дополнительного температурного понижения. Следубщей стадией следует режим входа отработанных газов через клапанное устройство и далее к турбинному агрегату.
ЕВРО-5 и ее преимущества
Появление новых европейских и международных стандартов мотивирует складывающаяся непростая экологическая ситуация в странах Объединенной Европы, чей воздушный бассейн «перегружен» выхлопным автомобильными газами. Поправить дело можно исключительно запретительными мерами, что Европа и делает. Ввод в действие нового запретительного стандарта, обладает бесспорными преимуществами перед предшествующими аналогами:
- большим объемом задерживаемой сажи;
- понижением температуры отработанных газов;
- очевидным понижением уровня оксида азота, находящиеся в отработанных выхлопах.
В чистом остатке — мощность дизельных двигателей ни на йоту не понижается.
