Sistema di ricircolo dei gas di scarico

Con i crescenti requisiti degli standard ambientali, a un'auto moderna vengono gradualmente aggiunti sistemi aggiuntivi che modificano le modalità operative del motore a combustione interna, regolano la composizione della miscela aria-carburante, neutralizzano i composti di idrocarburi contenuti nello scarico, ecc.

Tali dispositivi includono catalizzatore, adsorbitore, AdBlue e altri sistemi. Ne abbiamo già parlato in dettaglio. Ora ci concentreremo su un altro sistema, di cui ogni automobilista è obbligato a monitorare la salute. Questo è il ricircolo dei gas di scarico. Consideriamo come appare il disegno del sistema, come funziona, quali tipi ci sono e anche quali vantaggi ha.

Cos'è un sistema di ricircolo gas per auto

Nella letteratura tecnica e nella descrizione del veicolo, questo sistema è chiamato EGR. La decodifica di questa abbreviazione dall'inglese significa letteralmente "ricircolo dei gas di scarico". Senza entrare nel dettaglio delle varie modifiche all'impianto, infatti, si tratta di una valvola di ricircolo che viene installata sulla tubazione di collegamento dei collettori di aspirazione e di scarico.

Questo sistema è installato su tutti i motori moderni dotati di centralina elettronica. L'elettronica consente di regolare più accuratamente vari meccanismi e processi nell'unità di potenza, nonché in sistemi il cui lavoro è strettamente correlato al funzionamento del motore a combustione interna.

Ad un certo momento, lo sportello dell'EGR si apre leggermente, a causa del quale lo scarico entra parzialmente nel sistema di aspirazione del motore (per ulteriori informazioni sul dispositivo e sul principio del suo funzionamento, leggi in un'altra recensione). Di conseguenza, il flusso di aria fresca viene parzialmente miscelato con il gas di scarico. A questo proposito, sorge la domanda: perché sono necessari i gas di scarico nel sistema di aspirazione, se è necessaria una quantità sufficiente di ossigeno per il funzionamento efficiente del motore? Se c'è una certa quantità di ossigeno incombusto nei gas di scarico, la sonda lambda può mostrarlo (è descritto in dettaglio qui). Proviamo ad affrontare questa apparente contraddizione.

Scopo del sistema di ricircolo dei gas di scarico

Non è un segreto per nessuno che quando il carburante e l'aria compressi nel cilindro bruciano, non viene rilasciata solo energia decente. Questo processo è accompagnato dal rilascio di una grande quantità di sostanze tossiche. I più pericolosi di questi sono gli ossidi azotati. In parte sono combattuti da un convertitore catalitico, che è installato nel sistema di scarico di un'auto (di quali elementi è composto questo sistema e come funziona, leggi separatamente).

Un'altra possibilità per ridurre il contenuto di tali sostanze nello scarico è modificare la composizione della miscela aria-carburante. Ad esempio, l'unità di controllo elettronica aumenta o diminuisce la quantità di carburante iniettata nella porzione di aria fresca. Questo si chiama MTC impoverimento / arricchimento.

D'altra parte, più ossigeno entra nel cilindro, maggiore è la temperatura di combustione della miscela aria / carburante. Durante questo processo, l'azoto viene rilasciato dalla combinazione della decomposizione termica della benzina o del gasolio e dalle alte temperature. Questo elemento chimico entra in una reazione ossidativa con l'ossigeno, che non ha avuto il tempo di bruciare. Inoltre, la velocità di formazione di questi ossidi è direttamente correlata alla temperatura del mezzo di lavoro.

Lo scopo del sistema di ricircolo è proprio quello di ridurre la quantità di ossigeno nella porzione di aria fresca. A causa della presenza di una piccola quantità di gas di scarico nella composizione del VTS, viene fornito un leggero raffreddamento del processo di combustione nei cilindri. In questo caso, l'energia del processo stesso non cambia, poiché lo stesso volume continua a entrare nel cilindro, che contiene la quantità di ossigeno necessaria per accendere il carburante.

Il flusso di gas è convenzionalmente considerato inerte, poiché è un prodotto della combustione di HTS. Per questo motivo, da solo, non è più in grado di bruciare. Se una certa quantità di gas di scarico viene miscelata in una porzione fresca della miscela aria-carburante, la temperatura di combustione diminuirà leggermente. A causa di ciò, il processo di ossidazione dell'azoto sarà meno attivo. È vero, il ricircolo riduce leggermente la potenza del propulsore, ma l'auto mantiene il suo dinamismo. Questo svantaggio è così insignificante che è quasi impossibile notare la differenza nel trasporto ordinario. Il motivo è che questo processo non si verifica nelle modalità di alimentazione del motore a combustione interna, quando la sua velocità aumenta. Funziona solo a bassi e medi regimi (nei motori a benzina) o al minimo e bassi regimi (nel caso dei motori diesel).

Quindi, lo scopo del sistema EGR è ridurre la tossicità dello scarico. Grazie a questo, l'auto ha più possibilità di inserirsi nel quadro degli standard ambientali. Viene utilizzato su qualsiasi moderno motore a combustione interna, indipendentemente dal fatto che si tratti di benzina o diesel. L'unico avvertimento è che il sistema non è compatibile con alcune unità dotate di turbocompressori.

Principi generali di funzionamento del sistema di ricircolo dei gas di scarico

Sebbene oggi esistano diversi tipi di impianti in cui si realizza il collegamento del collettore di scarico all'aspirazione tramite una valvola pneumatica, hanno un principio di funzionamento comune.

La valvola non si aprirà sempre. Quando un motore freddo si avvia, gira al minimo e anche quando raggiunge la velocità massima dell'albero motore, l'acceleratore deve rimanere chiuso. In altre modalità, il sistema funzionerà e la camera di combustione di ciascun gruppo cilindro-pistone riceverà una piccola quantità di prodotti di combustione del carburante.

Se il dispositivo funzionerà al minimo del motore o sta per raggiungere la sua temperatura di esercizio (su quello che dovrebbe essere, leggere qui), l'unità diventerà instabile. La massima efficienza della valvola EGR si ottiene solo quando il motore gira a un regime prossimo alla media. In altre modalità, la concentrazione di ossidi di azoto è molto inferiore.

Quando il motore si sta riscaldando, la temperatura di combustione nelle camere non è così alta da formare una grande quantità di protossido di azoto e non è necessaria una piccola quantità di scarico per tornare ai cilindri. Lo stesso accade a basse velocità. Quando il motore raggiunge la velocità massima, dovrebbe sviluppare la massima potenza. Se la valvola viene attivata, interferirà solo, quindi, in questa modalità, il sistema sarà in uno stato inattivo.

Indipendentemente dal tipo di sistemi, l'elemento chiave in essi è uno sportello che blocca l'accesso dei gas di scarico al sistema di aspirazione. Poiché l'alta temperatura del flusso di gas occupa più volume rispetto all'analogo raffreddato, il gas di scarico deve essere raffreddato in modo che l'efficienza di combustione dell'HTS non diminuisca. Per questo, c'è un dispositivo di raffreddamento o intercooler aggiuntivo associato al sistema di raffreddamento del motore. Il circuito in ogni modello di auto può essere diverso, ma avrà un radiatore che stabilizza il processo di mantenimento della temperatura ottimale per il dispositivo.

Per quanto riguarda i motori diesel, la valvola in essi è aperta su XX. Il vuoto nel sistema di aspirazione aspira i gas di scarico nei cilindri. In questa modalità, il motore riceve circa il 50 percento dei gas di scarico (rispetto all'aria fresca). All'aumentare della velocità, l'attuatore della serranda lo sposta gradualmente in posizione di chiusura. Questo è fondamentalmente il modo in cui funziona il diesel.

Se parliamo di un'unità a benzina, un'alta concentrazione di gas di scarico nel tratto di aspirazione è irta di un cattivo funzionamento del motore a combustione interna. Pertanto, in questo caso, il funzionamento del sistema è leggermente diverso. La valvola si apre quando il motore raggiunge la velocità media. Inoltre, il contenuto di gas di scarico in una porzione fresca di BTC non deve superare il 10 percento.

Il conducente apprende la rigenerazione errata dal segnale Check Engine sul cruscotto. Ecco i principali guasti che un tale sistema può avere:

• Il sensore di apertura del deflettore si è rotto. Di solito, a parte un dosaggio errato e una lampadina che si accende sul ripiano, non accade nulla di critico.
• Danni alla valvola o al suo sensore. Il motivo principale di questo malfunzionamento è il contatto costante con i gas caldi che escono dal motore. A seconda del tipo di impianto, la rottura di questo elemento può essere accompagnata dall'esaurimento o viceversa dall'arricchimento dell'MTC. Se i motori utilizzano un sistema combinato dotato di sensori come MAF e MAP, al minimo la miscela si arricchisce eccessivamente e ad una velocità dell'albero motore elevata, il BTC è notevolmente più snello.

Quando il sistema si guasta, la benzina o il diesel brucia male, a causa dei quali si verificano malfunzionamenti associati, ad esempio, la vita utile del catalizzatore viene drasticamente ridotta. Ecco come appare in pratica il comportamento del motore con un meccanismo di ritorno dei gas di scarico difettoso.

Per stabilizzare il minimo, la centralina regola il funzionamento del sistema di alimentazione e dell'accensione (se si tratta di un'unità a benzina). Tuttavia, non può far fronte a questo compito nella modalità transitoria, poiché l'apertura dell'acceleratore aumenta notevolmente il vuoto e la pressione di scarico aumenta bruscamente, a causa della quale più gas di scarico fluiscono attraverso l'ammortizzatore aperto.

Di conseguenza, il motore non riceve la quantità di ossigeno necessaria per la combustione completa del carburante. A seconda del grado di guasto, l'auto può sobbalzare, si possono osservare mancate accensioni, instabilità o completa assenza di XX, il motore a combustione interna potrebbe avviarsi male, ecc.

La lubrificazione a nebbia è presente nel collettore di aspirazione dell'unità. Con il suo contatto costante con i gas di scarico caldi, le superfici interne del collettore, le valvole, la superficie esterna degli iniettori e le candele si ricopriranno rapidamente di depositi carboniosi. In alcuni casi, l'accensione del carburante può avvenire prima che il BTC entri nel cilindro (se si preme bruscamente il pedale dell'acceleratore).

Per quanto riguarda il minimo instabile, in caso di avaria della valvola Ugr, può o scomparire completamente, oppure può salire a limiti critici. Se l'auto è dotata di una trasmissione automatica, l'automobilista nel secondo caso dovrà presto spendere soldi per la riparazione del cambio automatico. Poiché ogni produttore implementa il processo di ricircolo dei gas di scarico a modo suo, il malfunzionamento di questo sistema è di natura individuale. Inoltre, le conseguenze di ciò sono direttamente influenzate dalle condizioni tecniche del propulsore, del sistema di accensione e del sistema di alimentazione.

La disattivazione del sistema renderà il motore diesel a lavorare di più al minimo. Un motore a benzina sperimenterà un consumo di carburante inefficiente. In alcuni casi, il catalizzatore si intasa più velocemente a causa della grande quantità di fuliggine che appare a seguito dell'utilizzo di una miscela aria-carburante non corretta. Il motivo è che l'elettronica di un'auto moderna è progettata per questo sistema. Per evitare che la centralina effettui una modifica per il ricircolo, è necessario riscriverlo, come per il chip tuning (leggi su questa procedura qui).

Tipi di sistemi di ricircolo

In un'auto moderna, è possibile installare uno dei tre tipi di sistemi EGR sull'unità di potenza:

1. Conforme allo standard ecologico Euro4. Questo è un sistema ad alta pressione. L'aletta si trova direttamente tra i collettori di aspirazione e di scarico. All'uscita dal motore, il meccanismo si trova davanti alla turbina. In questo caso viene utilizzata una valvola elettropneumatica (in precedenza veniva utilizzato un analogo pneumatico-meccanico). L'azione di un tale schema è la seguente. farfalla chiuso - il motore è al minimo. Il vuoto nel tratto di aspirazione è piccolo, quindi lo sportello è chiuso. Quando si preme l'acceleratore, il vuoto nella cavità aumenta. Di conseguenza, viene creata una contropressione nel sistema di aspirazione, a causa della quale la valvola si apre completamente. Una certa quantità di gas di scarico viene restituita ai cilindri. In questo caso, la turbina non funzionerà, poiché la pressione dei gas di scarico è bassa e non possono far girare la sua girante. Le valvole pneumatiche non si chiudono dopo l'apertura finché la velocità del motore non scende al valore appropriato. Nei sistemi più moderni, il design del ricircolo include valvole e sensori aggiuntivi che regolano il processo in base alle modalità del motore.
2. Conforme allo standard ecologico Euro5. Questo sistema è a bassa pressione. In questo caso, il design è leggermente modificato. Lo smorzatore si trova nell'area dietro il filtro antiparticolato (sul motivo per cui è necessario e su come funziona, leggi qui) nel sistema di scarico e nell'aspirazione - davanti al turbocompressore. Il vantaggio di tale modifica è che i gas di scarico hanno il tempo di raffreddarsi leggermente e, a causa del loro passaggio attraverso il filtro, vengono eliminati dalla fuliggine e da altri componenti, grazie ai quali il dispositivo nel sistema precedente ha una vita utile più breve. Questa disposizione fornisce il ritorno dei gas di scarico anche in modalità turbocompressore, poiché lo scarico passa completamente attraverso la girante della turbina e la fa girare. Grazie a tale dispositivo, il sistema non riduce la potenza del motore (come dicono alcuni automobilisti, non "strozza" il motore). In molti modelli di auto moderne, il filtro antiparticolato e il catalizzatore vengono rigenerati. A causa del fatto che la valvola e il suo sensore si trovano più lontano dall'unità caricata termicamente dell'auto, spesso non si guastano dopo diverse procedure di questo tipo. Durante la rigenerazione, la valvola verrà chiusa poiché il motore richiede carburante aggiuntivo e più ossigeno per aumentare temporaneamente la temperatura nel DPF e bruciare la fuliggine che contiene.
3. Conforme allo standard ecologico Euro6. Questo è un sistema combinato. Il suo design è costituito da elementi che fanno parte dei dispositivi sopra descritti. Poiché ciascuno di questi sistemi funziona solo nella propria modalità, i sistemi di aspirazione e scarico del motore a combustione interna sono dotati di valvole di entrambi i tipi di meccanismi di ricircolo. Quando la pressione nel collettore di aspirazione è bassa, viene attivato uno stadio tipico dell'indicatore Euro5 (bassa pressione) e quando il carico aumenta, viene attivato lo stadio, che viene utilizzato nelle auto che rispettano l'eco Euro4 (alta pressione) standard.

È così che funzionano gli impianti che appartengono al tipo di ricircolo esterno (il processo avviene all'esterno della centralina). Oltre a ciò, esiste un tipo che fornisce un'alimentazione interna dei gas di scarico. È in grado di far funzionare parte dello scarico come se entrasse nel collettore di aspirazione. Solo questo processo è garantito girando leggermente gli alberi a camme. Per questo, un variatore di fase è installato anche nel meccanismo di distribuzione del gas. Questo elemento, in una determinata modalità di funzionamento del motore a combustione interna, modifica leggermente la fasatura delle valvole (cos'è e quale valore hanno per il motore, viene descritto separatamente).

In questo caso, entrambe le valvole del cilindro si aprono in un certo momento. La concentrazione dei gas di scarico nella porzione BTC fresca dipende da quanto tempo queste valvole sono aperte. Durante questa procedura, l'ingresso si apre prima che il pistone raggiunga il punto morto superiore e l'uscita si chiude appena prima del PMS del pistone. A causa di questo breve periodo, una piccola quantità di gas di scarico fluisce nel sistema di aspirazione e viene quindi aspirata nel cilindro mentre il pistone si sposta verso il BDC.

Il vantaggio di questa modifica è una distribuzione più uniforme dei gas di scarico nei cilindri, così come la velocità del sistema è molto più elevata rispetto al caso di ricircolo esterno.

I moderni sistemi di ricircolo includono un radiatore aggiuntivo, il cui scambiatore di calore consente di raffreddare rapidamente i gas di scarico prima che entrino nel tratto di aspirazione. È impossibile specificare la configurazione esatta di un tale sistema, poiché i produttori di automobili implementano questo processo secondo schemi diversi e nel dispositivo possono essere posizionati elementi di controllo aggiuntivi.

Valvole di ricircolo gas

Separatamente, si dovrebbe menzionare le varietà di valvole EGR. Differiscono tra loro nel modo in cui sono governati. Secondo questa classificazione, tutti i meccanismi sono suddivisi in:

• Valvole pneumatiche. Questo tipo di dispositivo è più usato raramente. Hanno un principio di funzionamento del vuoto. Lo sportello viene aperto dal vuoto generato nel tratto di aspirazione.
• Elettropneumatico. Un'elettrovalvola controllata da una ECU è collegata alla valvola pneumatica in tale sistema. L'elettronica del sistema di bordo analizza le modalità del motore e di conseguenza regola il funzionamento della serranda. La centralina elettronica riceve i segnali dai sensori per la temperatura e la pressione dell'aria, la temperatura del liquido di raffreddamento, ecc. e, a seconda dei dati ricevuti, attiva l'azionamento elettrico del dispositivo. La particolarità di tali valvole è che l'ammortizzatore in esse è aperto o chiuso. Il vuoto nel sistema di aspirazione può essere creato da una pompa a vuoto aggiuntiva.
• Elettronico. Questo è lo sviluppo più recente dei meccanismi. Le elettrovalvole funzionano direttamente dai segnali della ECU. Il vantaggio di questa modifica è il loro buon funzionamento. Si ottiene attraverso tre posizioni di smorzamento. Ciò consente al sistema di regolare automaticamente la dose di gas di scarico in base alla modalità del motore a combustione interna. Il sistema non utilizza il vuoto nel tratto di aspirazione per controllare la valvola.

Vantaggi del sistema di ricircolo

Contrariamente alla credenza popolare che il sistema di compatibilità ambientale di un veicolo non sia vantaggioso per il gruppo propulsore, il ricircolo dei gas di scarico presenta alcuni vantaggi. Qualcuno potrebbe non capire perché installare un sistema che riduce la potenza del motore a combustione interna, se si possono utilizzare neutralizzatori aggiuntivi (ma in questo caso, il sistema di scarico sarà letteralmente "dorato", poiché i metalli preziosi sono usati per neutralizzare le sostanze tossiche) . Per questo motivo, i proprietari di tali macchine a volte sono impostati per disabilitare il sistema. Nonostante gli apparenti svantaggi, il ricircolo dei gas di scarico è anche in qualche modo vantaggioso per l'unità di potenza.

Ecco alcuni motivi per questo processo:

1. In un motore a benzina, a causa del basso numero di ottano (su cosa sia e quale ruolo questo parametro influisce sul motore a combustione interna, leggi separatamente) si verifica spesso la detonazione del carburante. La presenza di questo malfunzionamento verrà segnalata dal sensore omonimo, descritto in dettaglio qui... La presenza di un sistema di ricircolo elimina questo effetto negativo. Nonostante l'apparente contraddizione, la presenza di una valvola egr, al contrario, permette di aumentare la potenza dell'unità, ad esempio, se si imposta una fasatura di accensione diversa per un'accensione anticipata.
2. Il prossimo vantaggio si applica anche ai motori a benzina. Nell'acceleratore di tali ICE, c'è spesso una grande caduta di pressione, a causa della quale c'è una piccola perdita di potenza. L'operazione di ricircolo permette di ridurre anche questo effetto.
3. Per quanto riguarda i motori diesel, nella modalità XX, il sistema prevede un funzionamento più morbido del motore a combustione interna.
4. Se l'auto supera il controllo ambientale (ad esempio, quando si attraversa il confine con i paesi dell'UE, questa procedura è obbligatoria), la presenza del riciclaggio aumenta le possibilità di superare questo controllo e ottenere un passaggio.

Nella maggior parte dei modelli di auto, il sistema di ricircolo non è così facile da disattivare e, affinché il motore funzioni stabilmente senza di esso, sarà necessario effettuare ulteriori impostazioni dell'unità di controllo elettronica. L'installazione di altro software impedirà alla ECU di rispondere alla mancanza di segnali dai sensori EGR. Ma non esistono programmi di fabbrica del genere, quindi modificando le impostazioni dell'elettronica, il proprietario dell'auto agisce a proprio rischio e pericolo.

In conclusione, proponiamo un breve video animato su come funziona il ricircolo nel motore:

Una semplice spiegazione del ricircolo dei gas di scarico (EGR)

Domande e risposte:

Come controllare la valvola EGR? I contatti della valvola sono eccitati. Si dovrebbe sentire un clic. Altre procedure dipendono dal luogo di installazione. Fondamentalmente, è necessario premere leggermente la membrana del vuoto mentre il motore è in funzione.

A cosa serve una valvola EGR? Questo è un elemento necessario per ridurre il contenuto di sostanze nocive nello scarico (alcuni dei gas sono diretti al collettore di aspirazione) e per aumentare le prestazioni dell'unità.

Dove si trova la valvola EGR? Dipende dal design del motore. Devi cercarlo nella zona del collettore di aspirazione (sul collettore stesso o sulla tubazione che collega l'aspirazione al motore).

Come funziona una valvola di scarico? Quando si apre maggiormente la farfalla, a causa della differenza di pressione nei collettori di aspirazione e di scarico, parte del gas di scarico viene aspirata nel sistema di aspirazione del motore a combustione interna attraverso la valvola EGR.