Рециркуляция отработанных газов – Рециркуляция отработавших газов (ОГ)

Рециркуляция отработавших газов (ОГ)

Рециркуляция отработавших газов (ОГ) заключается в перепуске их части во впускную систему двигателя и последующему возврату в камеры сгорания. Так как ОГ содержат после процесса сгорания очень мало кислорода, максимальные температура и давление при сгорании топлива снижаются. В результате этого уменьшается выброс оксидов азота – NOx.

Эффект рециркуляции, снижающий уровень эмиссии NOx, основывается на трех составляющих:

  • снижении концентрации кислоро­да в камере сгорания
  • сокращении расхода ОГ
  • снижении температуры в цилиндре благодаря более высокой теплоемко­сти инертных газов, которые не уча­ствуют в реакции (например, СО2)

Количество отработавших газов, участвовавших в рециркуляции, может достигать 20…50% общего расхода, при этом содержание окислов азота снижается до 60%. Увеличение выбросов углеводородов и роста расхода топлива при увеличении неравномерности работы двигателя накладывают ограничения на верхний предел степени рециркуляции отработавших газов. Система рециркуляции выключается при работе двигателя на холостом ходу, потому что образование окислов азота на этом режиме незначительно. На режимах полных нагрузок или близких к ним, рециркуляция осуществляется непродолжительное время, а в режиме частичных нагрузок более длительное время и эффективность действия системы на этом режиме наивысшая.

Рециркуляция подразделяется на:

  • внутреннюю
  • внешнюю

При внутренней рециркуляции отработавших газов регулирование количества остаточных газов в цилиндрах двигателя производится перестановкой по фазе впускных и выпускных валов. Это создает условия для поступления отработавших газов из выпускных во впускные каналы во время перекрытия фаз газораспределения (т. е. в период одновременного открытия впускного и выпускного клапанов). При этом количество рециркулируемых газов зависит главным образом от продолжительности перекрытия фаз. Для этого впускные клапаны должны открываться задолго до ВМТ, а выпускные – закрываться непосредственно перед ВМТ. В результате оба клапана остаются открытыми одновременно и отработавшие газы перетекают во впускные каналы. К преимуществам внутренней рециркуляции отработавших газов по сравнению с внешней рециркуляцией относятся ускоренная реакция системы и повышенная равномерность распределения рециркулируемых газов по цилиндрам.

Схема системы внешней рециркуляции ОГ представлена на рисунке. Принцип работы системы основан на перепуске части ОГ во впускной трубопровод. После этого они, смешиваясь с воздухом или топливовоздушной смесью, повторно участвуют в горении. Определенная часть ОГ, пройдя клапан рециркуляции 3, разбавляет свежую топливоздушную смесь или воздух. Управление клапаном рециркуляции осуществляется с помощью электронного блока управления 4 двигателя как правило, общего с системой питания, АБС и т. д.

Схема рециркуляции отработавших газов дизельного двигателя

Рис. Схема рециркуляции отработавших газов дизельного двигателя:
1 – всасываемый воздух; 2 – заслонка впускного коллектора с датчиком положения заслонки и двигателем; 3 – клапан рециркуляции ОГ; 4 – блок управления двигателя; 5 – подводящая магистраль ОГ; 6 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 7 – лямбда-зонд; 8 – выпускной коллектор; 9 –турбонагнетатель; 10 – радиатор охлаждения ОГ; 11 – переключающий клапан радиатора рециркуляции

Количество рециркулируемых ОГ зависит от частоты вращения двигателя, количества впрыскиваемого топлива, объема всасываемого воздуха, температуры и давления всасываемого воздуха.

Блок управления двигателем определяет с помощью измерителя расхода поступающую в цилиндры массу воздуха и рассчитывает соответствующее ее величине давление во впускном трубопроводе. При рециркуляции ОГ их масса добавляется к массе свежего воздуха и соответственно повышается давление во впускном трубопроводе. Датчик давления во впускном трубопроводе реагирует на это изменением напряжения на его выходе, которое передается на вход блока управления двигателем. По величине этого сигнала определяется суммарное количество воздуха и ОГ, поступающих в цилиндры двигателя. Количество перепускаемых ОГ определяется вычитанием количества свежего воздуха из суммарной величины.

В магистрали ОГ перед сажевым фильтром расположен широкополосный лямбда-зонд 7, сигнал которого используется в качестве корректирующей величины для регулировки количества рециркулируемых ОГ. Если доля кислорода в ОГ отличается от заданного параметра характеристики рециркуляции ОГ, то блок управления двигателя 4 посылает сигнал управления на клапан рециркуляции 3 и, соответственно, изменяет количество рециркулируемых ОГ.

Радиатор 10 системы рециркуляции ОГ охлаждает рециркулируемые ОГ. Благодаря этому происходит дополнительное снижение температуры сгорания и обеспечивается возможность рециркуляции большего количества ОГ.

Однако независимое от теплового состояния двигателя охлаждение рециркулируемых газов приводит к повышенному выбросу углеводородов и оксида углерода. Поэтому в системе рециркуляции применяют переключающий клапан радиатора рециркуляции 11, который в зависимости от температуры охлаждающей жидкости (обычно ниже 50°С) направляет отработавшие газы к радиатору или в обход его.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Как работает система рециркуляции отработавших газов?

Что такое система рециркуляции выхлопных газов? Далеко не каждый владелец автомобиля может ответить на этот вопрос, однако данной системой снабжены абсолютно все типы современных двигателей – от бензиновых и дизельных до газовых. Эта система играет очень важную роль в функционировании автомобиля, поэтому вам обязательно стоит разобраться с тем, что она собой представляет. И эта статья вам в этом поможет.

система рециркуляции отработавших газов

Здесь вы узнаете, что такое система рециркуляции отработавших газов, как она функционирует, какую пользу приносит автомобилю, а также чем могут быть чреваты поломки этой системы и как их избежать. Эта информация поможет вам лучше узнать свой автомобиль, а также предотвратить некоторые неприятные ситуации, связанные с системой, которая будет сейчас описана в данном материале.

Что это такое?

Итак, что такое система рециркуляции отработавших газов? Часто ее называют EGR – это сокращение происходит из английского названия системы, но при этом очень часто используется всеми русскоязычными автолюбителями, так как это гораздо удобнее. Так что же это за механизм? Система рециркуляции отработавших газов отвечает за то, чтобы в отработавших газах снижался уровень оксидов азота. Достигается это за счет возврата части газов обратно во впускной коллектор. Естественно, на первый взгляд все это может показаться просто довольно странными и непонятными словами, однако по ходу прочтения статьи вы начнете все больше понимать, что именно делает эта система, а также зачем она нужна автомобилю.

Как это работает?

Система рециркуляции отработанных газов EGR функционирует довольно простым образом. Дело в том, что при сгорании топлива в камерах сгорания образуется оксид азота, который является невероятно токсичным веществом. И если он будет попадать в воздух вместе с выхлопами, то машины будут очень сильно отравлять окружающую среду. Чем выше температура в камере сгорания, тем больше выделяется оксида азота, поэтому с этим процессом необходимо что-то делать. Именно здесь в игру вступает система рециркуляции отработанных газов EGR – с ее помощью часть оксида азота поступает обратно во впускной коллектор.

За подачу отработавших газов отвечает клапан, который открывается только тогда, когда подача необходима, и закрывается, когда газы уже в достаточном количестве поступили во впускной коллектор. Оттуда газы вместе с топливной смесью попадают в камеру сгорания, где смесь, соответственно, сжигается, а поданные газы снижают температуру ее сгорания.

Как видите, система крайне проста, функционирует она надежно и постоянно, так что вы можете не заботиться о проблемах, которые возникали бы при ее отсутствии. Процесс работы этой системы понятен и цель ее существования, в общем, тоже. Но стоит все же более внимательно взглянуть на то, какие именно преимущества она дает, чтобы окончательно осознать, насколько она важна для автомобиля.

Что это дает?

система рециркуляции отработавших газов egr

Что же на самом деле полезного делает система рециркуляции отработавших газов EGR? В первую очередь речь идет о снижении токсичности выхлопов. Как уже было сказано ранее, оксид азота является крайне токсичным, поэтому высокое его содержание в выхлопе привело бы к тому, что автомобилями невозможно было бы пользоваться. А с помощью данной системы эти токсичные газы используются внутри автомобиля и не попадают в окружающую среду. Но это не единственное, ради чего функционирует данная система.

Также стоит обратить внимание на то, что поступающие повторно отработавшие газы занимают часть объема камеры сгорания, тем самым снижая количество сжигаемого топлива. В результате это дает небольшую экономию на бензине, дизеле или другом топливе, которое вы используете для перемещения на своем транспортном средстве. Естественно, экономия не является очень большой, но все же в данном вопросе приветствуются любые мелочи. И не стоит забывать о том, что за счет использования оксидов азота система рециркуляции отработавших газов EGR снижает содержание кислорода в топливной смеси, что позволяет эффективно бороться с крайне неприятным явлением детонации, которое случалось довольно часто до введения данной системы.

Первоначальный вариант

Впервые данная система появилась на автомобилях в 1972 году, однако первый опыт ее использования оказался полностью провальным. Дело в том, что тогда клапан всегда находился в открытом состоянии, то есть отработавшие газы поступали во впускной коллектор в любом режиме работы двигателя. Казалось бы, что в этом плохого? Но плохого в этом имелось очень много, так как газы охлаждали камеру сгорания даже тогда, когда этого делать было не нужно – например, при прогреве двигателя.

Из-за снижения температуры в камере сгорания двигатель прогревался намного медленнее, что вызывало недовольство автомобилистов. Более того, не существовало абсолютно никакого контроля подачи газов – даже тогда, когда вам нужно выжать из автомобиля максимум, то есть добиться максимально допустимой температуры в камере сгорания, туда поступал газ, который снижал мощность автомобиля. Именно поэтому первая модель системы оказалась провальной и не получила дальнейшего развития.

Недостатки

система рециркуляции отработавших газов нива

К счастью, в том же году была представлена другая независимая система рециркуляции отработавших газов «Форд», которая была гораздо более совершенной. Она имела автоматизированную систему открытия и закрытия клапанов при конкретных режимах работы двигателя. При низкой температуре в камере сгорания клапан закрывался, позволяя автомобилисту спокойно прогреть двигатель. Чем выше поднималась температура в камере сгорания, тем шире открывался клапан, пропуская все больше и больше газа для охлаждения. Однако отсутствие контроля подачи осталось, что привело к тому, что использование этой системы было сопряжено с рядом некоторых недостатков.

Главным среди них был факт потери мощности из-за того, что температура в камере сгорания всегда оставалась оптимальной и не позволяла добровольно добиться полной мощности от двигателя. Однако на тот момент система была пределом мечтаний и в течение долгих лет именно она (естественно, с некоторыми усовершенствованиями и обновлениями) использовалась на всех автомобилях. Более того, вы до сих пор можете встретить автомобили, на которых установлена подобная система рециркуляции отработавших газов – «Нива» является одним из ярчайших примеров.

Современная модель

Однако неужели до сих пор существует только та же самая система рециркуляции отработанных газов? «Нива» и другие российские автомобили старого образца действительно ее используют, однако на самом деле механический вариант уже давно устарел и остается на машинах лишь в качестве пережитка прошлого. В современном мире используются электронные системы, которые обеспечивают полный контроль над работой клапана. Теперь в машине имеется датчик системы рециркуляции отработанных газов, который контролирует как температуру в камере сгорания, так и многие другие параметры, от которых зависит функционирование данной системы.

Соответственно, в современной версии системы полностью ликвидирована проблема того, что мощность двигателя снижается при использовании EGR. Некоторые из моделей нынешних систем вообще не используют отдельный клапан для перераспределения газов, так как «мозг» автомобиля контролирует фазы газораспределения, за счет чего, соответственно, контролируется и процесс рециркуляции. Благодаря данному подходу двигатели удалось упростить, избавив их от лишних деталей. Однако эта система является самой современной, поэтому используется далеко не везде и имеет высокую стоимость. Но, возможно, в будущем она будет распространяться и станет более доступной каждому. А возможно, ее заменит другая, более совершенная система. Но это все домыслы – сейчас необходимо сосредоточиться на том, что происходит здесь и сейчас. А еще лучше – на том, что происходит в условиях российской реальности.

Чем чревата установленная на ВАЗ система рециркуляции отработанных газов? 21213 – это модель ВАЗ-а, которая может быть снабжена EGR. Но действительно ли эффективна эта система в России, а не в Америке или Европе?

EGR в российских условиях

неисправности системы рециркуляции отработанных газов

В теории данная система является отличным дополнением для автомобиля – она несет только пользу и не предвещает вообще никакой беды. И в европейских условиях, где топливо имеет высочайшее качество, а люди готовы платить за то, чтобы все функционировало хорошо, это действительно так – EGR показывает идеальные результаты и стопроцентную удовлетворенность среди автолюбителей. Но что же в России? Неужели все так сильно отличается?

Оказывается, более чем достаточно. Дело в том, что качество топлива, которое распространяется на территории Российской Федерации, значительно ниже, чем в западных странах, поэтому система рециркуляции засоряется намного быстрее. В результате это приводит к тому, что клапан системы рециркуляции отработавших газов выходит из строя гораздо быстрее. Исправить это можно на станции техобслуживания, однако стоимость замены компонентов данной системы довольно высока, поэтому многие жители России отказываются тратить лишние деньги на подобную систему. В результате они ее просто глушат, то есть закрепляют в одном положении, предотвращая ее дальнейшее функционирование.

Соответственно, EGR в современных российских условиях является актуальной системой лишь для тех, кто может позволить себе приобретение высококачественного топлива и плановый дорогостоящий ремонт системы. Среднестатистический россиянин либо не может себе такое позволить, либо не хочет этого делать, поэтому все чаще люди предпочитают заглушить клапан системы рециркуляции отработанных газов, избавляя себя от лишних проблем. И вот здесь появляется очень интересный вопрос. Действительно ли они избавляют себя от проблем? Или же только добавляют себе еще больше неприятностей?

Стоит ли глушить систему рециркуляции?

Вы уже знаете, как работает система рециркуляции отработавших газов в автомобиле, а также можете себе представить, какую пользу она может принести автомобилю. Однако среди автомобилистов нет согласия в данном вопросе – люди разбились на два противоположных лагеря, каждый из которых уверен в своей правоте. Первый лагерь включает в себя тех людей, которые придерживаются мнения о том, что система рециркуляции действительно действует, она позволяет снизить токсичность выхлопов, повысить эффективность работы двигателя и снизить затраты на топливо.

система рециркуляции отработанных газов egr

Однако имеются и противники этой идеи, которые и составляют второй лагерь. Они предпочитают глушить EGR при первой же возможности – делается это довольно просто. Необходимо вырезать из тонкой жести прокладку, которая подкладывается под клапан системы, фиксируя его в одном положении. В результате он не может двигаться, и система прекращает свою работу.

Многие люди говорят, что система рециркуляции только вредит автомобилям, поэтому глушение ее даст только положительные результаты. Некоторые предлагают провести эксперимент – провести пальцем по внутренней части выхлопной трубы в автомобиле, где не работает система EGR. На пальце у вас останется черный налет, основную часть которого будет составлять сажа. Именно она, по мнению таких экспертов, вместе с другими загрязнениями подается в камеру сгорания, быстро загрязняя ее и вызывая поломки двигателя.

Есть и те люди, которые относятся ко второму лагерю, но не придерживаются столь радикальных взглядов. Они также считают, что систему можно спокойно заглушить, но только по той причине, что она не приносит особой пользы автомобилю, но при этом при функционировании все же требует чистки и ремонта. Поэтому они предпочитают глушить систему, чтобы не выдавать лишние деньги на этот самый ремонт.

Поломки

Если уж речь зашла про неисправности системы рециркуляции отработанных газов, то стоит взглянуть на них более внимательно. Какими они могут быть и к каким последствиям в итоге могут привести? Существует большое количество различных вариантов мелких неисправностей, внушительная часть которых связана именно с тем фактом, что система рециркуляции очень быстро засоряется. Это происходит в процессе использования автомобиля, поэтому избежать подобного эффекта просто невозможно.

система рециркуляции отработавших газов форд

Если вы изучите документацию на данную систему, то сможете узнать, что в среднем она рассчитана на полноценное функционирование в течение 70-100 километров пробега. После этого вам обязательно необходимо обращаться к специалистам для проведения плановой замены запчастей. А, как вы уже узнали ранее, эта замена стоит больших денег, поэтому многие люди пытаются ее всеми способами избежать. Особенно в России, так как из-за низкого качества топлива в стране срок службы подобной системы сокращается примерно до пятидесяти тысяч километров. В результате, если вы не совершите плановый ремонт, то у вас могут возникнуть определенные поломки и неисправности.

Одной из самых распространенных проблем является негерметичность клапана из-за длительного его использования. В результате случается так, что газы начинают поступать в ненормированных количествах, во впускной коллектор также попадает дополнительный воздух, что негативно влияет на то, как функционирует система рециркуляции отработавших газов. Неисправности в результате приводят к не самым приятным последствиям.

  • Во-первых, из-за неконтролируемого поступления газов и присутствия в топливной смеси лишнего кислорода происходит ее обеднение. Что это значит? Что вместо снижения затрат топлива происходит их повышение, так как топливная смесь оказывается менее эффективной, и двигателю приходится впускать еще больше топлива.
  • Во-вторых, это может привести к обратному эффекту – к чрезмерному обогащению топливной смеси, так как во впускном коллекторе значительно увеличится давление.
как работает система рециркуляции отработавших газов

В зависимости от типа системы вы можете наблюдать либо один эффект, либо другой – также существует вероятность того, что они будут проявляться попеременно. Например, на холостом ходу смесь будет чрезмерно обогащаться, а при переключении между режимами - резко обедняться. Не стоит даже рассказывать, насколько это вредно для двигателя и к каким перерасходам топлива приводит. Что же делать в случае возникновения неисправности?

Ремонт системы рециркуляции

Если у вашего автомобиля уже имеются проблемы с системой рециркуляции отработавших газов, то вам обязательно стоит обратиться к специалистам, которые проведут вам комплексный ремонт и замену необходимых деталей. Как уже было написано выше, в европейских и американских условиях, то есть при наличии качественного топлива, подобное обслуживание достаточно будет проводить раз в сто тысяч километров. В российских условиях делать это необходимо в два раза чаще, то есть каждые пятьдесят тысяч километров.

Но что делать, если не хочется платить за ремонт? Существует два выхода, и оба можно применять только тогда, когда ваша система полностью отремонтирована или является новой. Итак, первый вариант – постоянный своевременный профилактический уход за системой рециркуляции. Это подразумевает очистку ключевых элементов EGR, то есть непосредственно самого клапана, а также соленоида. Клапан нужно чистить так, чтобы на нем не оставалось никаких следов, которые мешали бы его плотному закрытию.

Что касается соленоида, то у него имеется крошечный фильтр, на который вам и нужно обратить внимание. Именно его вам нужно чистить, чтобы он продолжал обеспечивать защиту вакуумной системы от попадания в нее различных видов загрязнения.

Второй вариант, о котором уже было сказано ранее – это глушение системы рециркуляции.

fb.ru

EGR: система рециркуляция отработанных газов

Как известно, наиболее токсичными составляющими выхлопных газов автомобилей являются углеводороды, оксиды углерода и оксиды азота. С первыми двумя довольно эффективно справляется каталитический нейтрализатор, оксиды же азота «отсеиваются» им недостаточно. Для уменьшения вредных выбросов оксидов азота и была создана EGR (Exhaust Gas Recirculation) – система рециркуляции выхлопных газов. Она не предназначена для улучшения технических характеристик мотора, а устанавливается исключительно из экологических соображений.

Содержание статьи

Назначение EGR и принцип действия

Идея заключается в том, чтобы на определенных режимах работы двигателя подавать некоторую часть отработанных газов из выпускного коллектора во впускной. Повышенное содержание окислов азота в выбросах ДВС вызывается высокой температурой в камере сгорания. Катализатором реакции горения является кислород: чем больше кислорода – тем выше температура. А если подмешать к воздуху выхлопные газы, то содержание кислорода в нем уменьшится. В результате температура сгорания смеси и, соответственно, токсичность выхлопных газов понижаются.

EGR устанавливается и на бензиновые (кроме турбированных), и на дизельные двигатели. За счет избытка воздуха в дизеле образуется большее количество оксидов азота. Кроме улучшения экологических показателей (выброс NOx снижается до 50%), имеются еще некоторые «побочные» положительные последствия. В бензиновых моторах порция выхлопных газов, снижая разряжение во впускном коллекторе, уменьшает насосные потери, что способствует снижению расхода топлива на 2-3%. Работа при пониженной температуре в бензиновых двигателях снижает риск возникновения детонации, а работа дизельных моторов становится более мягкой. Выброс сажи у дизелей с системой EGR уменьшается на 10%.

Как работает EGR?

Алгоритм работы EGR зависит от типа двигателя. В дизелях клапан открывается на холостом ходу и подает до 50% объема воздуха на впуске. С ростом оборотов клапан пропорционально закрывается до полного закрытия при максимальной нагрузке. При прогреве мотора клапан также полностью закрыт. В бензиновых двигателях EGR не включается на холодном двигателе, на холостом ходу и на оборотах максимального крутящего момента. При низкой и средней нагрузке система обеспечивает 5-10% подаваемого на впуск воздуха.

Стоит отметить, что EGR зачастую превращается в головную боль для наших автомобилистов. Система довольно капризна, при ее работе (особенно на отечественном топливе) клапан EGR, впускной коллектор и находящиеся в нем датчики покрываются нагаром, что приводит к нестабильной работе двигателя. Клапан EGR – деталь дорогостоящая, поэтому многие автовладельцы вместо его замены прибегают к глушению всей системы.

А почему EGR не устанавливается на бензиновые турбодвигатели? На атмосферных двигателях система работает практически только на средних оборотах. А на моторах с турбонаддувом рабочий диапазон еще меньше – и выходит, что цель не оправдывает средства. Поэтому производители применяют другие способы снижения выбросов NOx: жидкостное охлаждение наддувочного воздуха (что снижает температуру в камере сгорания) и бесступенчатую систему изменения фаз газораспределения (обеспечивающую внутреннюю рециркуляцию отработавших газов). При внутренней рециркуляции часть выхлопных газов попадает обратно в цилиндр в моменты перекрытия клапанов, когда одновременно открыты и впускной и выпускной клапаны. Технически перекрытие можно организовать и с помощью подбора формы кулачков распредвала, но в этом случае рециркуляция будет осуществляться на всех режимах работы двигателя. В системах же бесступенчатого регулирования перекрытие клапанов по команде блока управления происходит только в необходимых режимах.

Типы конструкций EGR

Устройство клапанов EGRХотя принцип работы всех систем одинаков, их конструктивное исполнение отличается большим разнообразием. В любой системе EGR главной деталью является клапан. Отличия состоят в способе управления его работой и, соответственно, составе элементов. Впервые EGR появились на американских автомобилях еще в начале 70-х годов прошлого века. Они были пневмомеханическими, то есть управлялись только разряжением впускного коллектора. Как и любая механическая система, она не отличалась высокой точностью работы. С внедрением электронных систем управления двигателем EGR стали электропневматическими (Euro-2 и -3), а в дальнейшем появились и полностью электронные (Euro-4 и -5).

Клапана EGRКлапан EGR может устанавливаться на впускном коллекторе, во всасывающем тракте, или непосредственно на блок дроссельных заслонок. Так как в дизельных двигателях система EGR перепускает большее количество отработанных газов, то и клапаны в таких системах имеют перепускное отверстие большего диаметра по сравнению с бензиновыми. В некоторых дизелях, особенно турбированных, давление на впуске может превышать давление на выпуске, что делает невозможным рециркуляцию выхлопных газов. В таких случаях для создания необходимого пониженного давления во впускной трубопровод устанавливаются регулирующие (вихревые) заслонки.

Пневмомеханическая EGRВ пневмомеханических системах клапан удерживается в закрытом состоянии пружиной. При подаче разрежения в вакуумную полость мембрана преодолевает сопротивление пружины и открывает клапан. Выхлопные газы по каналу проходят в задроссельную зону впускного коллектора. Патрубок клапана EGR подключается к впускному коллектору в области дроссельной заслонки. На холостых оборотах и при торможении дроссельная заслонка закрыта, разрежение над заслонкой практически отсутствует, клапан EGR закрыт. При средних нагрузках двигателя дроссельная заслонка приоткрыта, и так как под ней возникает разрежение, то клапан EGR открывается. При полной мощности дроссельная заслонка открыта, разрежение в области дроссельной заслонки слабое, клапан EGR будет закрыт.

EGR с MAP датчикомEGR с MAP датчикомEGR с DPFE датчикомEGR с DPFE датчикомEGR с датчиком положения клапанаEGR с датчиком положения клапанаЭлектропневматическая EGRЭлектропневматическая EGREGR с датчиком температуры выхлопных газовEGR с датчиком температуры выхлопных газов

В электропневматических системах EGR работой клапана управляет контроллер двигателя на основании показаний датчиков. В зависимости от того, какой датчик является основным, различают четыре типа систем:

  • с датчиком противодавления выхлопных газов;
  • с датчиком температуры выхлопных газов;
  • с датчиком положения клапана EGR;
  • с датчиком давления на впуске МАР (либо датчиком массового расхода воздуха МАF) вместе с датчиком кислорода (лямбда – зондом).

Кроме того, используются и другие датчики системы управления двигателем, например: датчик положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости и др. На разных двигателях состав датчиков может меняться. ЭБУ в нужные моменты подает управляющие сигналы на электроклапан, который подключает или отключает источник разрежения к пневмоклапану EGR, Электроклапан имеет только два положения: открыт и закрыт. В более совершенных системах используется электропневматический преобразователь, который обеспечивает плавное регулирование степени рециркуляции. Для создания разряжения в некоторых конструкциях EGR может использоваться вакуумный насос.

В электронных системах EGR управление клапаном осуществляет непосредственно блок управления двигателем без использования вакуума. Существует две основные конструкции цифровых клапанов EGR: с тремя или двумя разновеликими отверстиями. Отверстия закрываются соленоидами в разных комбинациях. При трех отверстиях можно получить 7 различных уровней рециркуляции, при двух отверстиях – три уровня. Еще более совершенным является клапан, степень открытия которого определяет ЭБУ через шаговый электродвигатель. Таким образом, получается плавное регулирование потока выхлопных газов.

На некоторых двигателях в системе EGR применяется дополнительное охлаждение газов. Для этого клапан рециркуляции включается в штатную систему охлаждения. Такая мера позволяет еще больше снизить выброс оксидов азота.

Неисправности и обслуживание EGR

Со временем детали системы EGR даже в исправном двигателе покрываются нагаром. Больше подвержены этому явлению дизеля из-за содержащейся в их «выхлопе» сажи. Частые поездки на короткие расстояния ускоряют процесс загрязнения. А в неисправном двигателе он усиливается многократно. Причинами могут быть применение некачественного топлива, нарушения в работе системы питания, общий износ двигателя, повышенное содержание масла во впускном тракте. Излишек масла появляется при неисправностях системы вентиляции картера, изношенных маслосъемных колпачках или направляющих клапанов, неисправностях турбокомпрессора (износ подшипников, забитая маслосливная магистраль), завышенном уровне масла или применении масла, несоответствующего двигателю.

От отложений нагара в первую очередь страдает клапан EGR. Нагар мешает клапану плотно закрываться, нарушает подвижность штока. В конечном итоге клапан в каком-то положении заклинивает, что приводит к нарушениям в работе двигателя. Проявляются эти нарушения по-разному, в зависимости от того, в каком положении «завис» клапан. Кроме того, последствия заклинивания клапана разнятся в зависимости от типа двигателя и особенностей конструкции самой системы EGR. Чаще всего неисправности системы EGR приводят к неравномерному холостому ходу (плаванье оборотов, заниженные или завышенные обороты) и двигатель часто глохнет. Также могут наблюдаться рывки и хлопки в глушителе при разгоне и дергания и хлопки на впуске при сбросе оборотов, падение мощности, затрудненный запуск. На бензиновых моторах появляется детонация и пропуски воспламенения, а работа дизелей становится «жесткой». На турбодизельных моторах незакрывающийся клапан EGR снижает производительность турбины. На некоторых автомобилях блок управления при нарушениях в работе системы EGR переводит двигатель в аварийный режим.

Иногда клапан EGR под воздействием высоких температур прогорает, что равносильно его заклиниванию в открытом состоянии. Причинами прогара могут быть неправильная работа системы управления клапаном, высокое противодавление выхлопных газов, неисправный перепускной клапан турбокомпрессора. Иногда к таким последствиям приводит тюнинг двигателя с целью поднятия давления наддува.

Необходимо отметить, что все вышеописанные неприятности характерны для пневмоклапанов, управляемых разряжением. Электрические же клапана гораздо меньше подвержены закоксовыванию. Парадоксально, но их ресурс ниже, чем у пневмоклапанов из-за механического износа подвижных деталей. Увеличившиеся зазоры забиваются сажей, причем очистке клапан не поддается, необходима только замена.

Однако не во всех проблемах, связанных с пневмо – EGR, повинен клапан. Иногда виноваты детали вакуумной системы или управляющие элементы. Поэтому не стоит торопиться демонтировать клапан, вначале нужно проверить, подается ли на него разряжение. На большинстве автомобилей вакуумом управляются не только клапан EGR, но и, например, клапан регулирования давления турбокомпрессора, заслонки во впускном коллекторе, заслонки климатической установки, усилитель тормозов и т.д. (все зависит от конкретной модели). Повреждение любой вакуумной трубки или заедание клапана, подсос воздуха во впускном коллекторе скажется на работе EGR. К нарушениям может приводить и неисправный управляющий электроклапан, подающий разрежение на пневмоклапан, и неисправный датчик, входящий в систему управления EGR.

Неисправности EGR

Ресурс различных систем EGR составляет от 70 до 100 тысяч километров (в отечественных условиях около 50 тысяч). После этого ее компоненты подлежат замене. Это в идеале. Однако желающих платить немалые деньги находится немного. Несложное и своевременное обслуживание системы поможет продлить ей жизнь. В пневмоклапане EGR необходимо периодически очищать седло и шток от нагара с помощью жидкости для очистки карбюратора. Делать это нужно осторожно, чтобы жидкость, агрессивная к резине, при попадании на диафрагму клапана не повредила ее. В системах с управляющим электроклапаном в нем, как правило, имеется фильтр, защищающий вакуумную систему от загрязнения. Его необходимо очищать.

Глушение EGRГлушение EGR

Когда EGR начинает давать сбои, многие автовладельцы предпочитают заглушить ее. Как правило, это делается с помощью вырезанной из тонкой жести прокладки, устанавливаемой под клапан. Среди специалистов мнения о глушении системы расходятся. Одни считают его совершенно безвредным, а некоторые даже полезным. Вторые же полагают, что в результате повышается температура в камере сгорания, а это увеличивает риск появления трещин в головке блока цилиндров.

Удаление EGRУдаление EGR

Простое механическое глушение клапана и удаление вихревых заслонок (там, где они есть) не всегда приводит к желаемым результатам. На турбодизелях возможны проблемы с регулированием давления наддува и повышенным износом турбины. На современных двигателях клапан EGR необходимо «удалять» и программно – перепрошивкой блока управления. В противном случае контроллер будет постоянно выдавать ошибку или даже переводить двигатель в аварийный режим.

avtonov.info

EGR в дизельном двигателе: что это такое?

Система рециркуляции отработавших газов ЕГР (англ. Exhaust Gas Recirculation) является решением, которое снижает уровень оксидов азота в отработавших газах бензинового или дизельного двигателя. Данная система применительно к современным ДВС отсутствует только на бензиновых турбомоторах.

Для дизельных двигателей выдвигаются различные требования касательно стандартов токсичности отработавших газов. По этой причине EGR дизельного мотора может быть реализована по различным схемам. Система рециркуляции отработавших газов ЕГР дизельного двигателя может быть:

  • системой высокого давления;
  • ЕГР низкого давления;
  • комбинированной системой EGR;
Рекомендуем также прочитать статью об особенностях эксплуатации дизельного двигателя зимой. Из этой статьи вы узнаете о присадках в дизтопливо, свечах накала, подогреве солярки, а также о профилактических мерах для уверенного запуска дизельного мотора при отрицательных температурах.

Читайте в этой статье

Для чего нужна система EGR

Главной функцией системы EGR становится частичный возврат отработавших газов назад во впускной коллектор двигателя для дожигания. ЕГР дизельного двигателя позволяет сделать работу моторов подобного типа более мягкой и плавной, бензиновые агрегаты с EGR меньше страдают от детонации. Система рециркуляции отработавших газов способна улучшить эксплуатационные показатели дизельного или бензинового ДВС, понизить расход топлива. Выхлоп мотора с ЕГР становится менее токсичным.

Главной задачей системы EGR является эффективное понижение уровня оксидов азота в выхлопе. Образование оксидов азота в процессе работы мотора вызвано высокой температурой. Рост температуры в камере сгорания ДВС приводит к активному увеличению содержания оксидов азота в топливно-воздушной смеси. Высокая температура в камере сгорания ДВС приводит к тому, что кислород и азот, которые содержатся в подаваемом воздухе, начинают взаимодействовать между собой.

Воздух попадает в разогретую камеру сгорания двигателя, где далее активно образуются окиси азота. Это означает, что кислород, который необходим для полноценного сжигания бензина в агрегатах данного типа начинает замещаться указанными оксидами азота. Рабочая смесь при условии недостатка кислорода сгорает не полностью, в результате чего теряется мощность двигателя, заметно повышается расход топлива, а также возрастает токсичность выхлопных газов ДВС.

Если вернуть часть отработавших газов во впускной коллектор, это позволяет немного снизить температуру сгорания топливно-воздушной смеси. Понижение температуры автоматически уменьшает интенсивность образования оксидов азота.

Попадание части отработавших газов обратно во впуск практически не изменяет требуемого соотношения  базовых компонентов для получения качественной топливно-воздушной смеси, сам двигатель не теряет мощности на различных режимах, а также наблюдается экономия топлива.

Отключение клапана ЕГР

В Европе и других развитых странах к вопросам экологии подходят достаточно строго. На территории СНГ по вопросу ЕГР существует множество споров. Темами обсуждения среди автолюбителей становятся топики касательно того, как «заглушить» ЕГР дизельного или бензинового мотора, нейтрализовать систему рециркуляции отработавших газов, отключить клапан ЕГР дизеля и т.д.

Многие уверены, что система рециркуляции «душит» мотор и ЕГР отнимает мощность, не позволяя цилиндрам двигателя наполняться чистым воздухом в полной мере. К таковым относятся любители тюнинга дизельного мотора. Не менее частой причиной отказа от рециркуляции становится сильное загрязнение впускного коллектора и быстрый выход из строя датчиков системы, а также клапана EGR.

Все элементы системы рециркуляции страдают от нагара в условиях эксплуатации мотора на топливе низкого качества. Ремонт системы требует определенных финансовых затрат. Некоторые водители по этой причине немедленно «глушат» рециркуляцию отработавших газов и не заботятся о целесообразности такого решения.

Рециркуляция отработавших газов: клапан ЕГР

Главным элементом системы рециркуляции отработавших газов выступает клапан EGR. На указанном клапане основана вся система. Именно клапан ЕГР является решением, которое позволяет определенной части отработавших газов попадать обратно во впускной коллектор, где они далее снова перемешиваются с очередной порцией поступившего во впуск воздуха.

Чем больше кислорода оказывается в камере сгорания, тем большей получается температура горения топливно-воздушной смеси. Добавление части отработавших газов в состав смеси означает принудительное уменьшение количества кислорода. Так достигается снижение температуры сгорания рабочей смеси в камере. Меньшее количество кислорода означает менее интенсивное взаимодействие с азотом, что и снижает в итоге количество оксидов азота в выхлопе.

Клапан EGR дизельного или бензинового двигателя работает не одинаково, что зависит от особенностей конкретного типа ДВС. Дизельный двигатель имеет клапан ЕГР, который открывается в режиме холостого  хода, ограничивая вдвое впуск свежей порции воздуха. С увеличением нагрузки на двигатель EGR пропускает меньшее количество отработанных газов во впуск, а в моменты пиковых нагрузок клапан полностью закрыт. Данный клапан закрывается также в режиме прогрева дизельного двигателя. Что касается бензиновых ДВС, клапан EGR закрыт на холостом ходу, а также во время выхода двигателя на максимальный крутящий момент. Если нагрузка на мотор низкая или средняя, тогда клапан обеспечивает всего до 10% впуска воздуха.

Системы рециркуляции работают по принципу замкнутого контура, а сам клапан EGR может управляться:

  • электрическим контроллером;
  • электропневматическим способом;

Для первого решения система опирается на данные, которые поступают от датчика положения в контроллер ДВС. Именно контроллер посылает управляющий сигнал на клапан. Во втором случае регулировка работы клапана ЕГР происходит на основании показаний от датчика давления во впускном коллекторе, датчика массового расхода воздуха и датчика температуры воздуха на впуске.

Встречаются конструкции двигателей, которые подразумевают улучшенное охлаждение отработавших газов в процессе работы системы рециркуляции. Клапан EGR в таких конструкциях интегрируют в систему охлаждения двигателя. Система становится более сложной, но уровень оксидов азота уменьшается еще более эффективно.

По зваерениям производителей, система рециркуляции отработавших газов имеет определенный ряд преимуществ в процессе эксплуатации ДВС. Для моторов на бензине плюсами ЕГР становится меньший перепад давления в области дроссельной заслонки. Сниженная температура горения уменьшает детонацию, позволяя установить ранее зажигание для повышения моментной характеристики двигателя. Дизельный мотор с ЕГР работает мягче и тише в режиме холостого хода, так как меньшее содержание кислорода приводит к понижению давления в момент сгорания топливно-воздушной смеси.

Виды систем рециркуляции отработавших газов дизельного двигателя

EGR высокого давления устанавливается на дизельных моторах, которые соответствуют требованиям Евро 4. Допустимое содержание оксида азота в отработавших газах согласно этим требованиям не должно превышать 0,25 г/км. Система рециркуляции высокого давления частично отводит отработавшие газы из выпускного коллектора турбодизеля, отбирая их перед турбиной. Далее система перенаправляет указанные газы в канал, откуда они попадают во впускной коллектор.

Система имеет следующие элементы в своем устройстве:

  • клапан рециркуляции с электро или пневмоприводом;
  • патрубки для отвода отработавших газов;

Клапан рециркуляции (клапан EGR) перепускает отработавшие газы из системы выпуска во впуск. Пневматический клапан работает благодаря разряжению, которое создается во впускном коллекторе бензиновых ДВС. В дизельных агрегатах такое разрежение создает вакуумный насос. Разряжение, которое воздействует на клапан рециркуляции,  в свою очередь регулируется посредством управляющего электромагнитного клапана.

Процесс рециркуляции отработавших газов становится более или менее интенсивным зависимо от разных режимов работы силового агрегата. Степень интенсивности напрямую зависит от разницы давлений на впуске и выпуске. Давление во впускной системе регулируется посредством дроссельной заслонки. Закрытый дроссель означает, что давление на впуске падает. В этот момент рециркуляции отработавших газов протекает более интенсивно. Большая рециркуляция приводит к уменьшению потока отработавших газов, который направлен в турбокомпрессор. Получается, что в момент активной рециркуляции отработавших газов немного падает давление турбонаддува дизельного ДВС, который оборудован ЕГР подобного типа.

Система ЕГР не активна в режиме холостого хода, в момент полного открытия дросселя, а также во время прогрева двигателя и до выхода мотора на рабочую температуру. Контроль за работой системы рециркуляции осуществляет ЭБУ двигателя. Клапан рециркуляции вступает в работу по сигналу электронного блока управления ДВС, который контролирует положение дроссельной заслонки при помощи потенциометрического датчика.

Дизельные ДВС, которые соответствуют стандарту Евро 5, подразумевают такой  уровень содержания оксида азота в отработавших газах, который не должен превышать показатель 0,18 г/км. Такие моторы имеют систему EGR низкого давления. Особенностью данной системы является то, что отвод отработавших газов происходит за сажевым фильтром дизельного двигателя. Далее газы попадают в радиатор системы рециркуляции для дополнительного охлаждения. Следующим этапом становится пропуск газов через клапан рециркуляции и проникновение во впуск перед турбиной.

Система ЕГР низкого давления обеспечивает следующие преимущества:

  • снижение количества частиц сажи;
  • температура отработавших газов эффективно понижается;
  • существенное снижение уровня содержания оксидов азота в выхлопных газах;

Дополнительным плюсом становится то, что отработавшие газы проходят через турбокомпрессор. Это позволяет данной системе рециркуляции эффективно работать без снижения давления наддува. Получается, двигатель работает без потерь мощности.

Интенсивность рециркуляции реализована посредством ЭБУ двигателя. Контроль осуществляется при помощи следующих элементов:

  • дроссельная заслонка;
  • заслонка рециркуляции;
  • выпускная заслонка;

Все заслонки функционируют благодаря наличию электрического привода. Открытие заслонок на одну или другую величину измеряется потенциометрическими датчиками. Степень уровня открытия заслонки основывается на специальной программе. Данная цифровая схема зашита в ЭБУ, учитывает наполнение цилиндров двигателя, показатель давления турбонаддува и степень интенсивности работы системы ЕГР применительно к различным режимам работы ДВС.

Дизельные моторы стандарта Евро 6, согласно которому содержание оксида азота в выхлопе не должно быть выше 0,08 г/км, получают комбинированную систему рециркуляции. Особенностью такой системы становятся две обособленные магистрали, по которым осуществляется рециркуляция отработавших газов. Одна из магистралей комбинированной системы EGR представляет собой магистраль высокого давления, а другая является магистралью низкого давления.

Комбинированная система работает подобно системе рециркуляции на моторах Евро 5. Дополнительно может осуществляться подача отработавших газов из магистрали высокого давления, которая задействуется на отдельных режимах работы силового агрегата. Главной задачей становится максимально возможное снижение уровня оксидов азота в выхлопе. Стоит отметить, что радиатор охлаждения отработавших газов в комбинированной системе отсутствует применительно к магистрали высокого давления.

Основные причины неисправностей ЕГР

Наиболее частой причиной неисправностей системы EGR является нагар. Интенсивное образование нагара затрагивает гнездо или пластину клапана ЕГР. Нагар образуется в результате эксплуатации ДВС на топливе низкого качества. Система рециркуляции также выходит из строя по причине неисправностей и сбоев в работе системы питания дизельного двигателя, неполного сгорания топливно-воздушной смеси, отклонений в функционировании системы вентиляции картерных газов и т.д. Система ЕГР страдает от нагара в результате механического износа турбокомпрессора, поршней и цилиндров, закоксовки инжекторных форсунок, а также от различных сбоев в работе датчиков, которые передают на ЭБУ сигналы для управления клапаном EGR.

Если клапан ЕГР засорился, тогда он может работать некорректно или заклинить. В первом случае отмечается несвоевременное срабатывание клапана, что заметно в режиме холостого хода и не имеет явных симптомов и последствий для ДВС. Во втором случае клапан EGR может клинить в момент открытия или закрытия. Бензиновые агрегаты с заклинившим клапаном системы рециркуляции работают на холостом ходу крайне неустойчиво, увеличивается расход топлива. Дизельные моторы с неработающим клапаном EGR теряют мощность, работают более грубо и шумно.

Для выявления неисправностей системы рециркуляции отработавших газов необходимо провести визуальный контроль состояния трубопрводов, электрических разъемов датчиков и других систем. Углубленная диагностика подразумевает электронное сканирование и ряд процедур для проверки функциональности приводов и самого клапана EGR.

Необходимо проверить сопротивление, а также наличие управляющих  сигналов. Для этого используется осциллограф и мультиметр. Если сканирование показало, что давление на впуске отличается от нормы, а также имеет место повышенный расход воздуха, тогда возможно заклинивание клапана. Замена клапана EGR параллельно требует тщательной очистки сопутствующих магистралей и разъемов, так как остатки нагара в системе могут привести к повторному возникновению неисправностей системы рециркуляции отработавших газов через небольшой промежуток времени.

Читайте также

krutimotor.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о