Systém recirkulace výfukových plynů

S rostoucími požadavky ekologických norem se k modernímu automobilu postupně přidávají další systémy, které mění provozní režimy spalovacího motoru, upravují složení směsi vzduch-palivo, neutralizují uhlovodíkové sloučeniny obsažené ve výfuku atd.

Mezi taková zařízení patří katalyzátor, adsorbér, AdBlue a další systémy. Už jsme o nich mluvili podrobně. Nyní se zaměříme na ještě jeden systém, u kterého je každý motorista povinen sledovat zdraví. Jedná se o recirkulaci výfukových plynů. Zvažte, jak výkres systému vypadá, jak funguje, jaké typy existují a také jaké má výhody.

Co je to systém recirkulace automobilového plynu

V technické literatuře a v popisu vozu se tento systém nazývá EGR. Dekódování této zkratky z angličtiny doslovně znamená „recirkulace výfukových plynů“. Pokud se nezabýváte podrobnostmi různých modifikací systémů, ve skutečnosti se jedná o recirkulační ventil, který je nainstalován na potrubí spojujícím sací a výfukové potrubí.

Tento systém je instalován na všech moderních motorech vybavených elektronickou řídicí jednotkou. Elektronika umožňuje přesněji upravit různé mechanismy a procesy v pohonné jednotce i v systémech, jejichž práce úzce souvisí s provozem spalovacího motoru.

V určitém okamžiku se klapka EGR mírně otevře, díky čemuž výfuk částečně vstupuje do systému sání motoru (další informace o zařízení a principu jeho fungování naleznete v v jiné recenzi). Ve výsledku je proud čerstvého vzduchu částečně smíchán s výfukovými plyny. V tomto ohledu vyvstává otázka: proč potřebujete výfukové plyny v sacím systému, pokud je pro účinné fungování motoru potřeba dostatečné množství kyslíku? Pokud je ve výfukových plynech určité množství nespáleného kyslíku, může to lambda sonda ukázat (je to podrobně popsáno zde). Zkusme se vypořádat s tímto zdánlivým rozporem.

Účel systému recirkulace výfukových plynů

Není žádným tajemstvím, že při hoření paliva a vzduchu stlačeného ve válci se uvolňuje nejen slušná energie. Tento proces je doprovázen uvolňováním velkého množství toxických látek. Nejnebezpečnější z nich jsou oxidy dusíku. Částečně proti nim bojuje katalyzátor, který je instalován ve výfukovém systému automobilu (z jakých prvků se tento systém skládá a jak funguje, přečtěte si odděleně).

Další možností, jak snížit obsah těchto látek ve výfukových plynech, je změna složení směsi vzduch-palivo. Například elektronická řídicí jednotka zvyšuje nebo snižuje množství paliva vstřikovaného do čerstvé části vzduchu. Tomu se říká ochuzování / obohacování MTC.

Na druhou stranu, čím více kyslíku vstupuje do válce, tím vyšší je teplota spalování směsi vzduch / palivo. Během tohoto procesu se dusík uvolňuje z kombinace tepelného rozkladu benzinu nebo motorové nafty a vysokých teplot. Tento chemický prvek vstupuje do oxidační reakce s kyslíkem, který neměl čas hořet. Kromě toho rychlost tvorby těchto oxidů přímo souvisí s teplotou pracovního média.

Účelem recirkulačního systému je přesně snížit množství kyslíku v čerstvé části vzduchu. Vzhledem k přítomnosti malého množství výfukových plynů ve složení VTS je zajištěno mírné ochlazení spalovacího procesu ve válcích. V tomto případě se energie samotného procesu nemění, protože do válce stále proudí stejný objem, který obsahuje množství kyslíku potřebné k zapálení paliva.

Tok plynu je obvykle považován za inertní, protože je produktem spalování HTS. Z tohoto důvodu sám o sobě již není schopen hořet. Pokud je určité množství výfukových plynů přimícháno do čerstvé části směsi vzduch-palivo, teplota spalování se mírně sníží. Z tohoto důvodu bude proces oxidace dusíku méně aktivní. Je pravda, že recirkulace mírně snižuje výkon pohonné jednotky, ale vůz si zachovává svoji dynamiku. Tato nevýhoda je tak nevýznamná, že je téměř nemožné si všimnout rozdílu v běžné přepravě. Důvodem je, že k tomuto procesu nedochází u výkonových režimů spalovacího motoru, když stoupají jeho otáčky. Funguje pouze při nízkých a středních otáčkách (v benzinových jednotkách) nebo při volnoběhu a nízkých otáčkách (v případě vznětových motorů).

Účelem systému EGR je tedy snížit toxicitu výfukových plynů. Díky tomu má vůz více šancí zapadnout do rámce environmentálních standardů. Používá se na jakémkoli moderním spalovacím motoru, bez ohledu na to, zda jde o benzín nebo naftu. Jedinou výhradou je, že systém není kompatibilní s některými jednotkami, které jsou vybaveny turbodmychadly.

Obecné zásady fungování systému recirkulace výfukových plynů

Ačkoli dnes existuje několik typů systémů, ve kterých je realizováno připojení sběrného výfukového potrubí ke vstupu přes pneumatický ventil, mají společný princip činnosti.

Ventil se ne vždy otevře. Když studený motor nastartuje, běží na volnoběh, a také když dosáhne maximálních otáček klikového hřídele, musí plyn zůstat zavřený. V jiných režimech bude systém fungovat a spalovací komora každé skupiny válec-píst přijme malé množství produktů spalování paliva.

Pokud bude zařízení pracovat při volnoběžných otáčkách motoru nebo v procesu dosažení provozní teploty (o tom, co by mělo být, přečtěte si zde), jednotka se stane nestabilní. Maximální účinnosti ventilu EGR je dosaženo pouze tehdy, když motor běží téměř na průměrných otáčkách. V jiných režimech je koncentrace oxidů dusíku mnohem nižší.

Když se motor zahřívá, teplota spalování v komorách není tak vysoká, aby se vytvořilo velké množství oxidů dusíku, a není třeba do válců vracet malé množství výfukových plynů. Totéž se děje při nízkých rychlostech. Když motor dosáhne maximálních otáček, měl by vyvinout maximální výkon. Pokud je ventil spuštěn, bude pouze rušit, proto v tomto režimu bude systém v neaktivním stavu.

Bez ohledu na typ systémů je jejich klíčovým prvkem klapka, která blokuje přístup výfukových plynů k sacímu systému. Protože vysoká teplota proudu plynu zabírá větší objem než chlazený analog, je třeba výfukové plyny ochladit, aby účinnost spalování HTS neklesla. K tomu je k chladicímu systému motoru přidružen další chladič nebo mezichladič. Obvod v každém modelu automobilu se může lišit, ale bude mít radiátor, který stabilizuje proces udržování optimální teploty pro zařízení.

Pokud jde o dieselové motory, ventil v nich je otevřený u XX. Podtlak v sacím systému táhne výfukové plyny do válců. V tomto režimu motor přijímá přibližně 50 procent výfukových plynů (ve vztahu k čerstvému ​​vzduchu). Se zvyšující se rychlostí jej pohon klapky postupně přesouvá do uzavřené polohy. Takto v podstatě funguje nafta.

Pokud mluvíme o benzinové jednotce, pak je vysoká koncentrace výfukových plynů v sacím traktu plná špatného provozu spalovacího motoru. Proto je v tomto případě provoz systému mírně odlišný. Ventil se otevře, když motor dosáhne střední rychlosti. Navíc by obsah výfukových plynů v čerstvé porci BTC neměl překročit 10 procent.

Řidič se dozví o nesprávné regeneraci signálem Check Engine na palubní desce. Zde jsou hlavní poruchy, které takový systém může mít:

• Snímač otevření klapky se zlomil. Obvykle, s výjimkou nesprávného dávkování a žárovky, která se rozsvítí na úhledném místě, se neděje nic zásadního.
• Poškození ventilu nebo jeho snímače. Hlavním důvodem této poruchy je stálý kontakt s horkými plyny vycházejícími z motoru. V závislosti na typu systému může být rozpad tohoto prvku doprovázen vyčerpáním nebo obohacením MTC. Pokud motory používají kombinovaný systém vybavený senzory jako MAF a MAP, pak se směs při volnoběhu nadměrně obohacuje a při vysokých otáčkách klikového hřídele je BTC dramaticky štíhlejší.

Když systém selže, špatně hoří benzín nebo nafta, což může mít za následek doprovodné poruchy, například se výrazně sníží životnost katalyzátoru. Takto vypadá chování motoru v praxi s vadným mechanismem zpětného vedení výfukových plynů.

Pro stabilizaci volnoběhu upravuje řídicí jednotka činnost palivového systému a zapalování (pokud se jedná o benzínovou jednotku). V přechodném režimu se však s tímto úkolem nedokáže vyrovnat, protože otevření škrticí klapky výrazně zvyšuje vakuum a výfukový tlak prudce stoupá, díky čemuž otevřeným tlumičem proudí více výfukových plynů.

Výsledkem je, že motor nedostává takové množství kyslíku, které je nezbytné pro úplné spalování paliva. V závislosti na stupni poruchy může auto trhnout, mohou být pozorovány vynechání jiskry, nestabilita nebo úplná absence XX, spalovací motor může špatně startovat atd.

V sacím potrubí jednotky je mazání mlhou. Při neustálém kontaktu s horkými výfukovými plyny budou vnitřní povrchy potrubí, ventily, vnější povrch vstřikovačů a zapalovací svíčky rychle pokryty uhlíkovými usazeninami. V některých případech může dojít k zapálení paliva dříve, než BTC vstoupí do válce (při prudkém sešlápnutí plynového pedálu).

Pokud jde o nestabilní volnoběžné otáčky, v případě poruchy ventilu Ugr může buď úplně zmizet, nebo se může zvýšit na kritické limity. Pokud je vůz vybaven automatickou převodovkou, pak bude muset motorista ve druhém případě brzy utratit peníze za opravu automatické převodovky. Protože každý výrobce provádí proces recirkulace výfukových plynů svým vlastním způsobem, má porucha tohoto systému individuální povahu. Důsledky toho jsou přímo ovlivněny technickým stavem pohonné jednotky, zapalovacího systému a palivového systému.

Deaktivace systému způsobí, že naftový motor bude pracovat více na volnoběh. Benzínový motor bude mít neefektivní spotřebu paliva. V některých případech se katalyzátor ucpává rychleji kvůli velkému množství sazí, které se objevují v důsledku použití nesprávné směsi vzduch-palivo. Důvodem je, že elektronika moderního automobilu je navržena pro tento systém. Abyste zabránili regulaci v úpravě recirkulace, musíte ji přepsat, stejně jako při ladění čipů (přečtěte si o tomto postupu zde).

Typy recirkulačních systémů

V moderním automobilu lze na pohonnou jednotku nainstalovat jeden ze tří typů EGR systémů:

1. V souladu s ekologickou normou Euro4. Jedná se o vysokotlaký systém. Klapka je umístěna přímo mezi sacím a výfukovým potrubím. U východu z motoru stojí mechanismus před turbínou. V tomto případě je použit elektro-pneumatický ventil (dříve byl použit pneumaticko-mechanický analog). Akce takového systému je následující. Škrticí klapka zavřeno - motor běží na volnoběh. Vakuum v sacím traktu je malé, takže klapka je uzavřena. Když stisknete plynový pedál, podtlak v dutině se zvýší. Díky tomu je v sacím systému vytvořen zpětný tlak, díky kterému se ventil zcela otevře. Do válců se vrací určité množství výfukových plynů. V tomto případě nebude turbína fungovat, protože tlak výfukových plynů je nízký a nemohou otáčet jeho oběžné kolo. Pneumatické ventily se po otevření nezavírají, dokud rychlost motoru neklesne na příslušnou hodnotu. V modernějších systémech zahrnuje recirkulační design další ventily a senzory, které upravují proces v souladu s režimy motoru.
2. V souladu s ekologickou normou Euro5. Tento systém má nízký tlak. V tomto případě je design mírně upraven. Klapka je umístěna v oblasti za filtrem pevných částic (proč je potřeba a jak funguje, přečtěte si zde) ve výfukovém systému a v sání - před turbodmychadlem. Výhodou takové úpravy je, že výfukové plyny mají čas lehce vychladnout a díky svému průchodu filtrem jsou zbaveny sazí a dalších složek, díky čemuž má zařízení v předchozím systému kratší životnost. Toto uspořádání zajišťuje návrat spalin také v režimu přeplňování, protože výfuk zcela prochází oběžným kolem turbíny a roztočí ho. Díky takovému zařízení systém nesnižuje výkon motoru (jak někteří autoři říkají, „neškrtí“ motor). V mnoha moderních modelech automobilů se regeneruje filtr pevných částic a katalyzátor. Vzhledem k tomu, že ventil a jeho snímač jsou umístěny dále od tepelně zatížené jednotky automobilu, často po několika takových postupech selhávají. Během regenerace se ventil uzavře, protože motor vyžaduje další palivo a více kyslíku, aby dočasně zvýšil teplotu v DPF a spálil saze, které obsahuje.
3. V souladu s ekologickou normou Euro6. Jedná se o kombinovaný systém. Jeho design se skládá z prvků, které jsou součástí výše popsaných zařízení. Protože každý z těchto systémů pracuje pouze ve svém vlastním režimu, jsou sací a výfukové systémy spalovacího motoru vybaveny ventily z obou typů recirkulačních mechanismů. Když je tlak v sacím potrubí nízký, spustí se stupeň typický pro indikátor Euro5 (nízký tlak) a při zvýšení zátěže se aktivuje stupeň, který se používá u automobilů, které splňují Euro4 (vysoký tlak) eco Standard.

Takto fungují systémy, které patří do typu externí recirkulace (proces probíhá mimo pohonnou jednotku). Kromě toho existuje typ, který zajišťuje vnitřní dodávku výfukových plynů. Je schopen zpracovat část výfuku, jako by vstupoval do sacího potrubí. Pouze tento proces je zajištěn mírným natáčením vačkových hřídelů. Za tímto účelem je v mechanismu distribuce plynu dodatečně instalován fázový měnič. Tento prvek v určitém provozním režimu spalovacího motoru mírně mění časování ventilů (jaké jsou a jaké hodnoty mají pro motor, je popsáno odděleně).

V tomto případě se oba ventily válce v určitém okamžiku otevřou. Koncentrace výfukových plynů v čerstvé části BTC závisí na tom, jak dlouho jsou tyto ventily otevřené. Během tohoto postupu se vstup otevře dříve, než píst dosáhne horní úvrati, a výstup se uzavře těsně před TDC pístu. Kvůli této krátké době proudí do sacího systému malé množství výfukových plynů, které jsou poté nasávány do válce, když se píst pohybuje směrem k BDC.

Výhodou této úpravy je rovnoměrnější rozložení výfukových plynů ve válcích a rychlost systému je mnohem vyšší než v případě vnější recirkulace.

Moderní recirkulační systémy zahrnují přídavný chladič, jehož výměník tepla umožňuje rychlé ochlazení výfukových plynů před vstupem do sacího traktu. Není možné určit přesnou konfiguraci takového systému, protože výrobci automobilů implementují tento proces podle různých schémat a v zařízení mohou být umístěny další ovládací prvky.

Plynové recirkulační ventily

Samostatně je třeba zmínit odrůdy EGR ventilů. Liší se od sebe způsobem, jakým se řídí. Podle této klasifikace jsou všechny mechanismy rozděleny na:

• Pneumatické ventily. Tento typ zařízení se již zřídka používá. Mají vakuový princip činnosti. Klapka se otevírá vakuem vytvářeným v sacím traktu.
• Elektropneumatické. Elektroventil ovládaný ECU je v takovém systému připojen k pneumatickému ventilu. Elektronika palubního systému analyzuje režimy motoru a podle toho upravuje činnost tlumiče. Elektronická řídicí jednotka přijímá signály ze snímačů teploty a tlaku vzduchu, teploty chladicí kapaliny atd. a v závislosti na přijatých datech aktivuje elektrický pohon zařízení. Zvláštností těchto ventilů je to, že tlumič v nich je buď otevřený nebo uzavřený. Vakuum v sacím systému lze vytvořit pomocí přídavného vakuového čerpadla.
• Elektronický. Toto je nejnovější vývoj mechanismů. Elektromagnetické ventily pracují přímo ze signálů z ECU. Výhodou této úpravy je jejich plynulý provoz. Toho je dosaženo třemi pozicemi tlumičů. To umožňuje systému automaticky upravit dávku výfukových plynů v souladu s režimem spalovacího motoru. Systém nepoužívá podtlak v sacím traktu k ovládání ventilu.

Výhody recirkulačního systému

Na rozdíl od všeobecného přesvědčení, že systém ohleduplnosti k životnímu prostředí není pro pohonnou jednotku výhodný, má recirkulace výfukových plynů určité výhody. Někdo možná nechápe, proč instalovat systém, který snižuje výkon motoru s vnitřním spalováním, pokud lze použít další neutralizátory (ale v tomto případě bude výfukový systém doslova „zlatý“, protože drahé kovy se používají k neutralizaci toxických látek) . Z tohoto důvodu jsou vlastníci těchto strojů někdy nastaveni na deaktivaci systému. Navzdory zdánlivým nevýhodám je recirkulace výfukových plynů pro pohonnou jednotku dokonce do určité míry prospěšná.

Tady je několik důvodů pro tento proces:

1. V benzínovém motoru si kvůli nízkému oktanovému číslu (o tom, co to je a jakou roli tento parametr ovlivňuje u spalovacího motoru, přečtěte odděleně) Často dochází k detonaci paliva. Přítomnost této poruchy bude indikována snímačem se stejným názvem, který je podrobně popsán zde... Tento negativní účinek eliminuje přítomnost recirkulačního systému. Navzdory zdánlivému rozporu přítomnost recirkulačního ventilu naopak umožňuje zvýšit výkon jednotky, například pokud nastavíte jiné časování zapalování pro dřívější zapalování.
2. Další plus platí také pro benzínové motory. Při škrticí klapce takových ICE často dochází k velkému poklesu tlaku, kvůli kterému dochází k malé ztrátě výkonu. Recirkulace umožňuje také snížit tento účinek.
3. Pokud jde o vznětové motory, v režimu XX poskytuje systém měkčí provoz spalovacího motoru.
4. Pokud vozidlo projde kontrolou životního prostředí (například při překročení hranice se zeměmi EU je tento postup povinný), pak přítomnost recyklace zvyšuje šance na absolvování této kontroly a získání průkazu.

U většiny modelů automobilů není možné recirkulační systém tak snadno vypnout a aby motor bez něj fungoval stabilně, je třeba provést další nastavení elektronické řídicí jednotky. Instalace dalšího softwaru zabrání ECU v reakci na nedostatek signálů ze snímačů EGR. Neexistují však žádné takové tovární programy, takže při změně nastavení elektroniky jedná majitel automobilu na vlastní nebezpečí a riziko.

Na závěr nabízíme krátké animované video o fungování recirkulace v motoru:

Jednoduché vysvětlení recirkulace výfukových plynů (EGR)

Otázky a odpovědi:

Jak zkontrolovat EGR ventil? Kontakty ventilu jsou pod napětím. Mělo by být slyšet cvaknutí. Další postupy závisí na místě instalace. V zásadě je potřeba za chodu motoru mírně přitlačit podtlakovou membránu.

K čemu je ventil EGR? Jedná se o prvek nezbytný pro snížení obsahu škodlivých látek ve výfuku (část plynů směřuje do sacího potrubí) a pro zvýšení výkonu agregátu.

Kde je umístěn EGR ventil? Záleží na konstrukci motoru. Musíte to hledat v oblasti sacího potrubí (na samotném potrubí nebo na potrubí, které spojuje sání s motorem).

Jak funguje výfukový ventil? Při větším otevření škrticí klapky dochází vlivem rozdílu tlaků v sacím a výfukovém potrubí k nasávání části výfukových plynů do sacího systému spalovacího motoru přes EGR ventil.