Рециркуляция выхлопных газов: Охлаждённая рециркуляция отработавших газов · Technipedia · Motorservice

Содержание

Охлаждённая рециркуляция отработавших газов · Technipedia · Motorservice

По причине становящихся всё более строгими норм содержания токсичных веществ в ОГ методы по сокращению содержания вредных веществ должны непрерывно улучшаться. У дизельных двигателей это касается, прежде всего, дальнейшего сокращения монооксидов азота (NOx ). Особенное значение здесь имеет охлаждённая рециркуляция ОГ. 

Охлаждённая рециркуляция ОГ понижает температуру камеры сгорания и, вследствие этого, сокращает образование угарного газа.На основе за много лет приобретённой компетенции в развитии и производстве систем рециркуляции ОГ, фирма Pierburg разработала серию модулей для радиаторов системы рециркуляцииотработавших газов, которые позволяют их целенаправленное охлаждение.

Сегодня большое количество радиаторов системы рециркуляции ОГ имеют электрически или пневматически подключенную перепускную заслонку.Благодаря перепускной заслонке выхлопные газы в период прогрева могут быть проведены мимо радиатора системы рециркуляции ОГ, для того, чтобы быстро привести двигатель и катализатор к рабочей температуре.

Вследствие этого предотвращается, кроме того, развитие шумов, так называемое «дизельное тарахтение», и эмиссия углеводородов в период прогрева. Байпас также возможен, если необходимы высокие температуры ОГ, например, для регенерации сажевых фильтров.

Oхлаждённая рециркуляция отработавших газов (схематически)

01 воздушный фильтр
02 турбонагнетатель (компрессор)
03 турбонагнетатель (турбина)
04 радиатор системы рециркуляции ОГ
05 перепускной канал
06 перепускная заслонка (здесь управляемая вакуумом)
07 клапан системы рециркуляции отработавших газов
08 охладитель наддувочного воздуха

Термин «угарный газ» - это собирательное название для газообразных оксидов азота. Их название сокращается на NOx, так как по причине наличия большого количества степеней окисления кислорода появляются много соединений азота и кислорода. Оксиды азота раздражают и вредят дыхательным органам, они разделяют ответственность за образование смога и озона и поддерживают образование кислого дождя.

Как очистить клапан EGR и дроссельный узел?

Продолжаем разбираться, как изменился процесс смесеобразования в ДВС и как это сказалось на работе и ремонтопригодности моторов.

Мы много общаемся с обычными автовладельцами и мастерами сервисов различного уровня, потому получаем много отзывов или вопросов. За многие годы активного сотрудничества с потребителями, проведения всевозможных тестов продукции, мы наработали огромную базу историй ремонта самых разных автомобилей. Сегодня мы продолжаем серию публикаций о распространенных проблемах современных двигателей. Ни в коем случае не хотим высказывать претензии автопроизводителям. Вся информация собрана при личном общении, изучении форумов и на собственном опыте экспертов LAVR.

Сегодня мы разберем, как разгорячились моторы за последние 20 лет, какие перемены претерпел процесс смесеобразования внутри ДВС, а также как это сказалось на работе и ремонтопригодности.


Система рециркуляции выхлопных газов

В прошлой статье мы говорили о том, что за последние 20 лет двигатели становятся более легкими, экологичными, но при этом более мощными. Для этих целей производители силовых агрегатов увеличили рабочую температуру, что вполне предсказуемо ударило по темпам деградации масла, старения пластиковых и резиновых деталей мотора, а также повысило износ цилиндропоршневой группы. Управляемый термостат не слишком повлиял на ситуацию, потому что система охлаждения обладает инертностью, она не успевает за увеличением температуры мотора, которая под нагрузкой оказывается выше оптимальной.

Для решения проблемы автоконцерны предложили внедрение клапана рециркуляции выхлопных газов, он же клапан EGR. Он установлен на большинстве автомобилей после 2010 года выпуска. На современных моторах клапан EGR управляется электронно от ЭБУ, поэтому может осуществлять полное или частичное открытие рециркуляционного тракта.

Изначально система EGR воспринималась как экологическое новшество, снижающее токсичность выхлопа, а конкретно содержание оксидов азота, которое возросло вместе с ростом рабочей температуры моторов. Однако это справедливо для дизелей, а для бензиновых двигателей основная задача системы EGR - именно снижение температуры внутри камеры сгорания на средних нагрузках: часть кислорода замещается отработавшими газами, градусы внутри камеры сгорания падают. Для производителей тотальное введение рециркуляции выхлопных газов стало решением, убившим двух зайцев, а для многих российских автомобилистов – просто необязательной деталью, которую, как катализатор, можно вырезать.

Разберемся с проблемами, которые добавило появление EGR автовладельцам. В России на многих современных автомобилях этот элемент системы уже после 20 000 км пробега начинает сбоить. По данным опытных сервисменов, которые проходили обучение в дилерских центрах Европы, там проблема стоит не так остро: естественный механический износ клапана обычно наступает после 60 000 – 80 000 км пробега. Все зависит от качества топлива, которое способствует увеличению сажи в выхлопе.

Получается, что из-за низкосортного бензина применение EGR приводит к попаданию большого количества сажи из выхлопных газов во впускную систему. Ускоренный износ поршневых колец, забивание каналов, а также неполное сгорание с еще большим образованием сажи – вот чем это чревато. Сажа вместе с маслом (о том, откуда масло в выхлопе, мы писали в предыдущей статье) оседает на штоке клапана, стенках, самой магистрали, впускном коллекторе и находящихся внутри него датчиках, что приводит к нестабильной работе мотора, а также поломке EGR. Круг замкнулся.

Простая иллюстрация: надежный японский мотор 1KD-FTV. Вариант Евро-3 имеет небольшой объём рециркуляции отработавших газов, а ресурс двигателя официально составляет более 500 000 км. Этот же силовой агрегат в более экологичном исполнении, где отработавшими газами замещается почти весь избыточный воздух, из-за ускоренного износа ЦПГ имеет ресурс 100 000-150 000 км. Таких примеров десятки.

Очевидное решение – периодически чистить клапан с его каналами, но для большинства машин это сделать довольно сложно, поэтому сажа копится. Клапан EGR может прогореть, но до этого доходит редко только у автомобилей, где сама его конструкция невероятно надежна. Самая частая поломка EGR - клин в каком-то одном положении. Открытое положение чревато тем, что все отходы горения прямиком летят внутрь цилиндров, особенно на высоких оборотах или при большой нагрузке. Закрытый клапан передает «мозгам» некорректные показания, а те на основе этих данных могут вносить изменения в работу других систем двигателя.

Другой вариант - клапан начинает двигаться рывками. Исправный клапан EGR должен обеспечивать плавное перемещение штока, но, если он «скачет», информация передается на ЭБУ, а система работает некорректно. Бывают машины, где соленоид движется за счет шагового электропривода, он тоже может выйти из строя, как и вся цепь управления его работой.

Что еще усугубляет ситуацию? Несвоевременное техобслуживание двигателя. Практически любые поломки влияют на процесс сгорания топлива, следовательно, на работу системы рециркуляции газов. Сюда же - замена фильтров или масла с большими интервалами, использование низкосортного или контрафактного лубриканта, отсутствие промывки системы смазки. Третья причина – режим эксплуатации, особенно вредны короткие поездки, свойственные для города или стояние в пробках.

Вишенка на торте – сложность диагностики и поиска причины выхода из строя этого узла. Симптомов, характерных именно для неполадок EGR, нет, а до его проверки дело доходит далеко не в первую очередь.

Многие автовладельцы, заимев проблемы с EGR, узнают стоимость ремонта и предпочитают заглушить клапан. Тоже вариант, хоть не слишком экологичный. Нюанс в том, что делать это нужно правильно, чтобы ДМРВ с датчиком кислорода не оценили ситуацию как слишком большой расход воздуха, иначе ЭБУ даст команду корректировать топливную смесь для наращивания впрыска топлива.

Как можно продлить жизнь EGR? Во-первых, следить за исправностью двигателя, соблюдать адекватные режимы работы. Во-вторых, регулярно осуществлять профилактику, особенно важна промывка масляной системы. В-третьих, очень важно заправляться только на проверенных АЗС, потому что некачественное горючее - это самый злейший враг клапана рециркуляции отработанных газов. Не лишними будут меры по улучшению качества топлива и качества сгорания рабочей смеси. В ассортименте LAVR для этих целей есть Октан-корректор, Цетан-корректор, а также универсальный Усилитель моторного топлива.


Дроссельная заслонка

Еще один элемент автомобиля, который подвержен очень быстрому загрязнению сажей, маслом или пылью – это дроссельная заслонка. На процесс загрязнения дроссельного узла влияет состояние двигателя, свежесть воздушного фильтра, а также работа системы рециркуляции. Ведь в большинстве случаев выхлопные газы направляются обратно внутрь цилиндров через дроссельную заслонку. Обычно загрязнения узла копятся довольно долго – не меньше 100 000 км, но в случае некорректной работы EGR процесс загрязнения дроссельной заслонки сильно ускоряется.

Симптомы критического загрязнения дроссельного узла не слишком показательны: троение, заторможенная реакции на педаль газа, ошибки при подаче воздуха, рост расхода топлива.

Однако есть хорошая новость. Дроссельный узел довольно легко вскрыть, чтобы почистить. Для этого есть специальная автохимия, которая несколько минут смывает нагар с масляным налетом: например, Очиститель дроссельной заслонки от LAVR.

Клапаны системы рециркуляции отработавших газов (EGR) и датчики температуры отработавших газов (EGTS)

Клапаны EGR и датчики EGTS являются частью систем управления двигателем (EMS) DENSO, в которых используются оригинальные технологии DENSO. Какую же роль они играют в создании самых совершенных систем EMS?

КЛАПАНЫ СИСТЕМЫ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

Типы
• С шаговым электродвигателем
• Электромагнитный
• С электродвигателем постоянного тока

Особенности и преимущества
• Быстрота реакции: оптимальная регулировка подачи отработавших газов при любых температурах двигателя и рабочих условиях.
• Точность: встроенный датчик положения обеспечивает более точную регулировку подачи отработавших газов, что повышает общий уровень точности системы.

• Долговечность: снижение давления и уменьшение потока отработавших газов обеспечивает стойкость к углеродной коррозии и увеличивает срок службы.
• Снижение токсичности отработавших газов: уменьшается содержание оксидов азота (NOx).

Принцип работы

Низкая токсичность отработавших газов напрямую зависит от качества и эффективности клапана EGR. Именно он выполняет смешивание отработавших газов двигателя с впускным воздухом, в котором после этого уменьшается концентрация кислорода и снижается скорость сгорания. Из-за снижения концентрации кислорода во впускном воздухе происходит уменьшение температуры сгорания и сокращение уровня содержания вредного оксида азота (NOx).

• Впускной и выпускной коллекторы соединены небольшим каналом, в котором и установлен клапан EGR, осуществляющий регулировку объема отработавших газов, поступающих обратно во впускной коллектор.

• При работе двигателя на холостом ходу клапан EGR закрыт и подача отработавших газов во впускной коллектор отсутствует. Клапан EGR остается закрытым до тех пор, пока двигатель не прогреется и не начнет работать под нагрузкой. По мере увеличения нагрузки и температуры сгорания клапан EGR открывается и начинает подавать отработавшие газы обратно во впускной коллектор.

• Современные технологические достижения в области рециркуляции и каталитической нейтрализации отработавших газов позволяют добиться снижения токсичности выхлопа даже при работе двигателя на обедненной смеси. 

Электронный блок управления (ЭБУ) оценивает информацию, полученную от датчиков, во всех режимах работы двигателя. Затем выполняется открытие/закрытие клапана EGR для подачи отработавших газов во впускной воздух, что приводит к уменьшению концентрации в нем кислорода и снижению скорости сгорания. В результате происходит снижение температуры сгорания, за счет чего ограничивается образование вредного оксида азота (NOx). Современные технологические достижения в области рециркуляции и каталитической нейтрализации отработавших газов позволяют добиться снижения токсичности выхлопа даже при работе двигателя на обедненной смеси.

• Увеличение объема рециркуляции отработавших газов позволяет ограничить образование NOx до определенной степени. Чрезмерный объем рециркуляции отработавших газов приводит к неполному сгоранию топлива и повышению содержания сажевых частиц. Требуется одновременно достичь противоположных целей: ограничить образование NOx и снизить содержание сажевых частиц. Для этого необходима высокая точность управления рециркуляцией отработавших газов.

• Компания DENSO применяет клапаны EGR с электронным управлением, которые взаимодействуют с электронной дроссельной заслонкой.

ДАТЧИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

Принцип работы

Датчик температуры отработавших газов (EGTS) устанавливается перед окислительным каталитическим нейтрализатором дизельного двигателя (DOC) и/или перед сажевым фильтром дизельного двигателя (DPF). Этот датчик измеряет температуру отработавших газов и передает измеренное значение в виде сигнала напряжения в ЭБУ двигателя. Получая эти сигналы, ЭБУ контролирует условия работы двигателя и обеспечивает эффективное снижение токсичности отработавших газов. 

Благодаря повышенной точности измерения датчиков EGTS обеспечивается точное управление впрыском топлива для дожигания и точная оценка количества сажи в фильтре DPF, что, в свою очередь, способствует более эффективной регенерации фильтра DPF. Результатом является снижение токсичности отработавших газов и повышение топливной экономичности, так как для процесса регенерации используется меньше топлива. Помимо этого обеспечивается контроль температуры каталитического нейтрализатора для защиты от перегрева и ухудшения его рабочих характеристик.

Статистическая информация о продукте

Датчики EGTS
• 11 каталожных номеров, заменяющих 46 оригинальных каталожных номеров для 211 применений и более 4 миллионов транспортных средств.
• Линейка охватывает модели BMW, которые оснащаются исключительно датчиками DENSO.
• Высокая точность контроля работы двигателя позволяет увеличить его рабочие характеристики при снижении выброса вредных веществ и расхода топлива.
• Быстрота реакции сочетается с небольшими размерами и компактностью.
• Диапазон измеряемых температур: от -40 до 1000 °C, точность измерения: в пределах ±10 °С от фактической температуры. Изменение показаний от комнатной температуры до 1000 °C занимает менее 7 секунд.
• Конструкция датчиков EGTS компании DENSO, исполненных в виде одинарной трубки, позволяет уменьшить их размер на 90 % по сравнению с традиционными аналогами и обеспечивает самую быструю реакцию.
• Устойчив к воздействию вибрации даже при установке в непосредственной близости от двигателя.
• Предлагаются датчики с различным временем реакции и диапазоном измеряемой температуры.

Клапаны EGR
• 6 каталожных номеров, охватывающих 51 применение и более 2 миллионов транспортных средств.
• Линейка включает три типа клапанов: с шаговым электродвигателем, с электромагнитным приводом, с электродвигателем постоянного тока.
• DENSO – единственный бренд, поставляющий оригинальные клапаны EGR для ряда применений, таких как Toyota Corolla.
• Усовершенствованная технология DENSO обеспечивает оптимальное регулирование потока отработавших газов и сокращение выброса NOx при любой температуре двигателя, во всех режимах работы.
• Встроенный датчик положения позволяет более точно регулировать подачу отработавших газов, что повышает точность системы.
• Исключительная долговечность: снижение давления и уменьшение потока отработавших газов обеспечивает стойкость к углеродной коррозии и увеличивает срок службы.

А знаете ли вы?

• В 1975 году компания DENSO представила первый в мире датчик температуры отработавших газов.
• В 1998 году специалисты DENSO создали датчик температуры отработавших газов, обладавший лучшей в мире быстротой реакции, что позволило создать систему управления с обратной связью для контроля температуры отработавших газов. Этот датчик стал самым компактным в мире. Его объем на 90 % меньше объема обычного датчика EGTS компании DENSO.

Рециркуляция отработавших газов – клапан EGR

УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ: ОБЗОР

НЕИСПРАВНОСТЬ КЛАПАНА EGR: ПРИЧИНА ВЫХОДА ИЗ СТРОЯ

Возникающие неисправности и причины их возникновения

Из-за высоких нагрузок клапан системы рециркуляции отработавших газов, безусловно, является самым большим источником неисправностей. Масляный туман и сажа из отработавших газов приводят к осаждению конденсированных паров на клапане, и со временем поперечное сечение его отверстия уменьшается вплоть до полного закрытия. В результате количество рециркулируемых отработавших газов постоянно снижается, что отражается на выпуске ОГ. Высокая тепловая нагрузка еще больше усугубляет этот процесс. Еще одной распространенной причиной неисправностей является система шлангов для вакуума. Из-за нарушения герметичности возникают утечки необходимого вакуума для клапана системы рециркуляции отработавших газов, в результате чего клапан больше не открывается. Разумеется, неисправность клапана системы рециркуляции отработавших газов, не работающего из-за отсутствия вакуума, также может быть обусловлена неисправностью преобразователя давления или терморегулирующего клапана.

 

Существует несколько способов проверки системы рециркуляции отработавших газов. Выбор способа зависит от того, пригодна ли система к самодиагностике. Системы, не выполняющие самодиагностику, можно проверять с помощью мультиметра, ручного вакуумного насоса и цифрового термометра.

 

Однако перед началом тщательных проверок необходимо провести визуальный осмотр всех компонентов, имеющих отношение к системе. А именно:

  • Все ли вакуумные трубопроводы герметичны, правильно ли они подсоединены и проложены ли они без перегибов?
  • Правильно ли подключены все электрические соединения к преобразователю давления и переключателю? В порядке ли кабели?
  • Имеются ли утечки на клапане системы рециркуляции отработавших газов или на подключенных трубопроводах?

ПРОВЕРКА КЛАПАНА РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ: ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ

Проверка клапанов системы рециркуляции отработавших газов с вакуумным управлением на двигателях внутреннего сгорания с принудительным зажиганием

При проверке клапанов системы рециркуляции отработавших газов с вакуумным управлением применяется следующая процедура:

Проверка системы рециркуляции выхлопных газов на двигателях K9K

Список параметров:

Используйте данный список для сравнения с отображаемым значением.

STATUS : None

Система рециркуляции выхлопных газов не отключена и работает в штатном режиме согласно настройкам ЦБУ.

STATUS : 1, 5, 6, 7, 9, 10, 12, 13, 15, 19, 23, 24

Отключите зажигание и подождите 1 минуту. Включите зажигание и проверьте наличие неисправностей. Проверьте напряжение на аккумуляторе при заглушенном и работающем двигателе. Если код неисправности не появляется и его нет в памяти, перезапустите двигатель и выполните проверку на холостом ходу. Двигатель не должен работать на повышенных оборотах.

STATUS : 3, 14, 16

На несколько секунд повысьте обороты, нажимая на педаль акселератора.

STATUS : 2 

Убедитесь в том, что педаль сцепления находится в верхнем положении и автомобиль неподвижен.

STATUS : 4, 17

Убедитесь в отсутствии кодов неисправностей на экране или в памяти. При их наличии устраните неисправности.

STATUS : 8

Сбросьте отклонения EGR с помощью команды "Programming reset" и выберите "EGR
valve".

STATUS : 11, 22

Прогревайте двигатель до тех пор, пока уведомление о неисправности не пропадет.

STATUS : 18

Убедитесь в том, что регенерация дизельного сажевого фильтра была выполнена полностью.

STATUS : 20

Дайте двигателю остынуть до тех пор, пока уведомление о неисправности не пропадет.

STATUS : 21

Слишком низкое атмосферное давление. Клапан EGR отключен.

 

Для выявления причины проблемы, связанной с клапаном, каналами или системой управления EGR, выполните рекомендуемые действия, описанные ниже:

В случае получения нормальных результатов, проблема, связанная с системой рециркуляции выхлопных газов, вызвана неисправностью системы управления (только для вакуумных клапанов). В случае с электро-механическими клапанами нормальный результат указывает на то, что проблема, связанная с системой рециркуляции выхлопных газов, является эпизодической. Необходимо с помощью инструментов диагностики проверить сохраненные в памяти коды неисправностей.


Если на холостом ходу изменений не выявлено, значит, либо не работает клапан EGR, либо каналы EGR  полностью перекрыты. Небольшое изменение на холостом ходу указывает на частично засорившиеся каналы.

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

Хотя 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).

Клапан 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.

В 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 DPFE датчикомEGR с датчиком положения клапанаЭлектропневматическая EGREGR 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 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 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.

Клапан рециркуляции отработанных газов - что такое EGR

Водители, которые более-менее начинают разбираться в устройстве собственного автомобиля, могут обнаружить одно небольшое устройство – это клапан рециркуляции отработанных газов. Чтобы снизить количество поломок, такой элемент стараются демонтировать, считая его ненужным и бесполезным. На самом деле, такой клапан играет не последнюю роль в современном автомобильном двигателе. В этой статье мы расскажем вам о том, что это за клапан, каково его устройство и принцип действия.

Что такое клапан EGR?

EGR – это exhaust gas recirculation, или по-русски, клапан рециркуляции отработанных газов. Данным устройством снабжаются карбюраторные и дизельные двигатели, кроме моторов, оснащенных турбинным компрессором. В первом оно существенно уменьшает риск детонации и потери несгоревших остатков топлива, а во втором делает процесс работы мотора намного плавнее.

При применении EGR изначально преследовалась другая цель – это снижение выброса в атмосферу большого количества окислений азота выхлопных газов. Такой клапан попросту перенаправляет выхлоп из выпускного коллектора во впускной, таким образом, несгоревшие остатки топлива практически полностью догорают и становятся менее вредными.

Наиболее вредными веществами, находящимися в выхлопном газе, являются оксиды углерода, азота и углеводород. Если брать во внимание углерод и углеводород, то каталитический нейтрализатор справляется с этими веществами отлично, а вот с оксидом азота возникают серьезные трудности, связанные с особенностью конструкции нейтрализатора.

Оксид азота также является недогоревшей частью газов, которая также может самовоспламеняться в выхлопной системе автомобиля. Не сгоревшие остатки догорают в выхлопной трубе и выделяются в атмосферу в виде очень вредных веществ, которые неблагоприятно влияют на окружающую среду.

Общий принцип действия клапана основан на таком явлении, как уменьшение количество кислорода в камере сгорания. Дело в том, что повышение температуры, которая создается в камере сгорания, способствует появлению оксида азота, который выходит в выхлопную систему. Температура меняется в зависимости от количества кислорода, который попал в камеру. Чем выше уровень кислорода, тем больше становится кислорода. Выхлопные газы, попавшие в камеру сгорания, уменьшают уровень содержания кислорода, соответственно, это приводит к уменьшению токсичности отработанных газов.

Данное устройство актуально для применения на бензиновых и дизельных двигателях. Главной проблемой дизельных моторов можно считать то, что их смесь слишком сильно насыщена кислородом. Применение на них системы EGR помогает заметно снизить количество кислорода и сокращает появление окиси азота. Другой стороной системы является улучшение работы мотора, за счет полного догорания топлива.

Польза от клапана рециркуляции на бензиновом двигателе тоже имеется. Благодаря понижению уровня кислорода в рабочей камере, снижаются и насосные потери. Это способствует улучшению самого главного параметра двигателя – расхода топлива. Вторым положительным моментом становится уменьшение вероятности возникновения детонации, так как температура в камере уменьшена.

Алгоритм работы клапана зависит от типа установленного двигателя. На дизельных моторах клапан открывается на холостом ходу и сокращает попадание воздуха на 50 процентов. Закрытие клапана происходит в процессе прогрева двигателя или его работы на максимальных нагрузках. Что касается бензиновых двигателей, то клапан-рециркулятор будет закрыт при трех условиях: двигатель холодный, работает на холостом ходу или достигнуто максимальное число оборотов.

Не смотря на все плюсы EGR, у нее есть и существенные недостатки. При использовании некачественного бензина, клапан засоряется и двигатель начинает неустойчиво работать на холостом ходу, а то и вовсе с трудом запускается. Кроме того, ухудшаются и динамические характеристики автомобиля, вследствие потери мощности. Водители, узнав о цене нового элемента, стараются его не ремонтировать или менять, а попросту избавляются от него, избегая лишних затрат.

Устройство клапана рециркуляции отработанных газов - EGR

Все клапаны рециркулятора заметно различаются по своей конструкции. Тем не менее, эта разница заключается в способе управления клапаном и количеством элементов. Общий принцип действия и назначение клапана во всех системах одинаковый. В начале 70-х годов прошлого века, такую систему впервые начали применять на американских автомобилях. Она была механическая и не точная. Основной принцип действия ее был основан на пневматических законах. Спустя некоторое время, она усовершенствовалась и стала пневмоэлектрической, а затем и полностью электронной.

Монтаж клапана производится на следующие узлы двигателя:

  • Коллектор впуска
  • Коллектор выпуска
  • Блок, состоящий из дроссельных заслонок

Для дизельного мотора перепускное отверстие клапана делают с достаточно большим диаметром. Данное требование связано с большим числом выхлопных газов мотора. В случаях, когда двигатель оснащается турбокомпрессором, на его выходе устанавливают специальные заслонки для регуляции и снижения давления на выпуске.

Устройство пневмомеханических клапанов предельно простое. Закрытое положение клапана достигается с помощью специальной пружины, усилие которой при подаче разряженного воздуха в вакуумную полость, преодолевается с помощью специальной мембраны. В процессе открытия клапана, воздух переходит в зону, расположенную за дросселем. В этой области клапан обязательно должен подключаться в впускному коллектору. Таким образом, получается, что при уменьшении нагрузки или холостом ходе дроссельная заслонка должна находиться в закрытом положении. После увеличения числа оборотов, заслонка открывается, соответственно, начинает открываться и клапан, однако, когда заслонка открыта полностью, а обороты достигают максимальных значений, клапан - рециркулятор будет закрыт.

Независимо от типа двигателя, главным управляющим элементом становится контроллер. При этом, главными управляющими датчиками будут являться:

  1. Датчик, измеряющий показания температуры отработанных газов.
  2. Датчик, замеряющий сопротивление давлению выхлопным газам.
  3. Датчик, фиксирующий положение клапана - рециркулятора.
  4. Датчик массового расхода воздуха.

Допустимо и применение других датчиков. Среди них можно отметить датчик положения дроссельной заслонки, и даже датчик температуры ОЖ. ЭБУ позволяет обрабатывать сигнал и определять наиболее рациональное положение пневматического клапана. Однако, в случае с электрическим, клапан может быть только в открытом, или же в закрытом положении.

Видео - Профилактика клапана EGR 

Вот и все, что необходимо знать о системе EGR. 

Основы рециркуляции выхлопных газов - что они делают, как они работают, как искать и устранять неисправности система впуска двигателя для повышения эффективности двигателя, снижения расхода топлива и снижения выбросов NOx.

С ростом давления, направленного на сокращение выбросов, клапан системы рециркуляции ОГ будет играть все более важную роль в будущем.Важно знать, что он делает, почему выходит из строя и как его заменить, когда это произойдет.

Как работает клапан рециркуляции ОГ?

Примеры суровых условий для клапанов системы рециркуляции ОГ.

Почти 80 процентов воздуха, которым мы дышим, состоит из азота. Однако, когда он подвергается воздействию чрезвычайно высоких температур в камере сгорания, плюс 1370 ° C, обычно инертный газ становится реактивным, создавая вредные оксиды азота или NOx, которые затем проходят через выхлопную систему в атмосферу.

Чтобы свести это к минимуму, клапан рециркуляции отработавших газов позволяет точному количеству выхлопных газов повторно поступать во впускную систему, эффективно изменяя химический состав воздуха, поступающего в двигатель. При меньшем количестве кислорода теперь разбавленная смесь горит медленнее, снижая температуру в камере сгорания почти на 150 ° C и уменьшая образование NOx для более чистого и эффективного выхлопа.

Клапан рециркуляции ОГ имеет два основных положения: открытый и закрытый, хотя положение может меняться где угодно.Клапан рециркуляции ОГ закрыт при запуске двигателя. На холостом ходу и на низких оборотах требуется лишь небольшое количество энергии и, следовательно, только небольшое количество кислорода, поэтому клапан открывается постепенно - он может быть открыт до 90% на холостом ходу. Однако, когда требуется больший крутящий момент и мощность, например, при полном ускорении, клапан рециркуляции ОГ закрывается, чтобы обеспечить поступление в цилиндр как можно большего количества кислорода.

Клапаны рециркуляции выхлопных газов не только снижают выбросы NOx, но и могут использоваться в двигателях GDi меньшего размера для снижения насосных потерь и повышения эффективности сгорания и толерантности к детонации.В дизельном топливе это также может помочь уменьшить детонацию дизеля на холостом ходу.

Типы клапана рециркуляции ОГ

Несмотря на то, что существует несколько типов клапана рециркуляции ОГ - в более ранних системах использовался клапан с вакуумным приводом, а в более новых транспортных средствах с электронным управлением - основные типы можно обобщить следующим образом:

Дизельные клапаны системы рециркуляции ОГ высокого давления отводят высокопоточный выхлопной газ с высоким содержанием сажи до того, как он попадает в сажевый фильтр - сажа может объединяться с масляными парами с образованием шлама.Затем газ возвращается во впускной коллектор либо через трубу, либо через внутренние отверстия в головке блока цилиндров. Вторичный клапан также используется для создания разрежения во впускном коллекторе, поскольку в дизельных двигателях этого нет.

Дизель Клапаны системы рециркуляции ОГ низкого давления отводят выхлопные газы после их прохождения через сажевый фильтр - этот газ имеет меньший поток, но почти полностью очищен от сажи. Затем газ возвращается во впускной коллектор по трубе.

Бензиновые клапаны системы рециркуляции ОГ отводят выхлопные газы, как и аналог дизельного топлива высокого давления. Вакуум, создаваемый при понижении давления в цилиндре, втягивает выхлопные газы, и поток регулируется открытием и закрытием самого клапана рециркуляции ОГ.

Вакуумные клапаны EGR используют вакуумный соленоид для изменения разрежения на диафрагме и, в свою очередь, открытия и закрытия EGR. Некоторые клапаны также включают датчик обратной связи для информирования ЭБУ о положении клапанов.

Цифровые клапаны системы рециркуляции ОГ оснащены соленоидным или шаговым двигателем и, в большинстве случаев, датчиком обратной связи. Эти клапаны получают сигнал с широтно-импульсной модуляцией от ЭБУ для регулирования потока выхлопных газов.

Почему выходят из строя клапаны системы рециркуляции ОГ?

Клапаны системы рециркуляции ОГ

работают в агрессивной среде, поэтому со временем они изнашиваются. Тем не менее, самой большой причиной поломки является скопление частиц углерода из выхлопных газов вдоль каналов системы рециркуляции отработавших газов и впускной системы.Со временем это приведет к засорению труб, каналов для выхлопных газов и, в конечном итоге, плунжерного механизма клапана, в результате чего он будет либо открываться, либо закрываться. Неисправности также могут быть вызваны разрывом или утечкой мембраны клапана.

На что обращать внимание при неисправном клапане системы рециркуляции ОГ?

Симптомы, связанные с отказом клапана рециркуляции отработавших газов, аналогичны симптомам многих других компонентов системы управления двигателем, и из-за этого сбои системы рециркуляции отработавших газов продолжают оставаться источником головной боли для многих технических специалистов. Однако есть несколько признаков, на которые следует обратить внимание:

  • Контрольная лампа двигателя: Как и в случае с большинством компонентов системы управления двигателем, проблема с клапаном рециркуляции ОГ может вызвать срабатывание контрольной лампы двигателя.
  • Проблемы с производительностью двигателя: , если клапан заклинивает в открытом состоянии, воздушно-топливное соотношение транспортного средства нарушается, вызывая проблемы с производительностью двигателя, такие как снижение мощности, плохое ускорение и грубый холостой ход. Это также может привести к утечкам давления турбонаддува, в результате чего турбонагнетатель будет работать тяжелее.
  • Повышенные выбросы NOx: , когда клапан рециркуляции ОГ остается закрытым, в результате высокие температуры в камере сгорания оставляют много несгоревшего топлива в выхлопе, что приводит к увеличению выбросов NOx и снижению топливной эффективности.
  • Детонация двигателя: более высокие температуры и NOx могут также привести к усилению детонации или детонации, которые слышны как стук в двигателе.

Поиск и устранение неисправностей клапана рециркуляции ОГ

Учитывая различные типы клапанов системы рециркуляции ОГ, всегда лучше следовать процедурам устранения неполадок, подробно описанным в руководстве по обслуживанию, однако есть несколько общих шагов, которые могут помочь в точной диагностике:

  • Считайте все коды неисправностей клапанов системы рециркуляции ОГ с электронным управлением с помощью диагностического прибора.
  • Убедитесь, что все вакуумные линии и электрические соединения подключены и расположены правильно.
  • С помощью вакуумметра проверьте шланг подачи вакуума на предмет разрежения при 2000–2500 об / мин. Отсутствие вакуума при нормальных рабочих температурах может указывать на ослабленный шланг, заблокированный или неисправный вакуумный переключатель или соленоид с отверстиями или неисправный вакуумный усилитель / насос.
  • Проверить вакуумный соленоид при работающем двигателе. На клапанах системы рециркуляции ОГ с электронным управлением активируйте соленоид с помощью диагностического прибора и проверьте разрежение на конце трубы. Если соленоид не открывается под напряжением, застревает в открытом или закрытом положении или имеет корродированное электрическое соединение, неплотный провод или плохое заземление, это повлияет на работу системы рециркуляции отработавших газов. Перед заменой определите основную причину.
  • Если возможно, проверьте движение штока клапана при 1500–2000 об / мин. Шток клапана должен двигаться, если клапан работает правильно, а если нет, и есть разрежение, значит неисправность.
  • Подайте разрежение непосредственно на клапан рециркуляции ОГ с помощью ручного вакуумного насоса или диагностического прибора в зависимости от типа клапана рециркуляции ОГ.Если качество холостого хода не изменилось, то либо неисправен клапан системы рециркуляции ОГ, либо каналы полностью закрыты. Если двигатель плохо работает на холостом ходу или глохнет, проблема вызвана неисправной системой управления.
  • Снимите клапан рециркуляции ОГ и проверьте, нет ли нагара. По возможности удалите нагар, стараясь не загрязнить диафрагму.
  • Осмотрите канал рециркуляции ОГ в коллекторе на предмет засорения и при необходимости очистите.

Общие коды неисправностей системы рециркуляции ОГ

На клапанах системы рециркуляции ОГ последних моделей распространены следующие коды неисправностей:

  • P0400: Неисправность потока системы рециркуляции ОГ
  • P0401: Обнаружен недостаточный расход системы рециркуляции ОГ
  • P0402: Обнаружен чрезмерный расход системы рециркуляции ОГ
  • P0403: Неисправность цепи системы рециркуляции ОГ.
  • P0404: Диапазон / рабочие характеристики цепи рециркуляции ОГ
  • .
  • P0405: Низкий уровень сигнала датчика А системы рециркуляции ОГ
  • P0406: Высокий уровень сигнала датчика А системы рециркуляции ОГ.
  • P0407: Низкий уровень сигнала в цепи датчика B системы рециркуляции ОГ
  • P0408: Высокий сигнал в цепи датчика B системы рециркуляции ОГ
  • P1403: Низкий уровень электромагнитного клапана системы рециркуляции ОГ
  • P1404: Система рециркуляции ОГ - ошибка закрытого штифта клапана
  • P1405: Высокий уровень сигнала соленоида системы рециркуляции ОГ.
  • P1406: Ошибка положения цапфы системы рециркуляции ОГ

Как заменить неисправный клапан системы рециркуляции ОГ?

  • Сначала снимите кожух двигателя.
  • Затем ослабьте электрический кабель на клапане и снимите электрические соединения и / или вакуумные линии, проверяя наличие признаков повреждения.
  • Выверните крепежные винты и проверьте клапан на предмет повреждений, коррозии или отложений нагара.
  • Тщательно очистите монтажную поверхность клапана рециркуляции ОГ и установите новый клапан и прокладку. Удалите также любой свободный нагар из порта подачи рециркуляции отработавших газов.
  • Совместите клапан рециркуляции ОГ с отверстиями для болтов и прокладкой и снова прикрепите к корпусу.
  • Затяните все крепежи до рекомендованного момента затяжки.
  • После надежной посадки снова подсоедините вакуумные линии и / или электрические соединения.
  • Наконец, используйте диагностический диагностический прибор, чтобы сбросить световой сигнал управления двигателем и проверить наличие других ошибок. Убедитесь, что контрольная лампа неисправности погасла, затем проведите дорожное испытание. Многие автомобили теперь требуют сброса клапана рециркуляции ОГ при адаптации. Это просто позволяет ЭБУ запомнить положение остановки в открытой и закрытой точках. В противном случае клапан может сломаться и упасть в коллектор.

Как работает рециркуляция выхлопных газов?

Преимущества рециркуляции выхлопных газов от MTU


Вообще говоря, системы, предназначенные для снижения выбросов, необходимо модифицировать, чтобы они соответствовали системам привода. Компания mtu разработала очень компактную конструкцию, которая позволяет интегрировать все компоненты рециркуляции выхлопных газов в концепцию двигателя (см. рисунок 1), так что любые модификации двигателя относительно мало влияют на требования к пространству и выхлопной системе.Однако необходимо доработать радиатор, чтобы справиться с повышенной охлаждающей способностью двигателя. По сравнению с модификациями двигателя, включающими систему SCR, это значительно упрощает для клиентов преобразование своих агрегатов в соответствии с новыми стандартами выбросов, поскольку системы EGR для снижения содержания оксидов азота не требуют дополнительных рабочих сред и, следовательно, не требуют дополнительных затрат или работы с дополнительными баками и линиями. . Заказчик
выигрывает в плане снижения затрат на обслуживание и обслуживание.

Принцип работы


При рециркуляции выхлопных газов часть выхлопных газов отводится из выхлопной системы, охлаждается и направляется обратно в цилиндры (см. Рисунок 2). Хотя выхлопные газы заполняют камеру сгорания, они не участвуют в реакции сгорания, протекающей в цилиндре, из-за низкого содержания кислорода. Таким образом, скорость процесса сгорания
в целом снижается, в результате чего снижается пиковая температура пламени в камере сгорания
.Это резко снижает образование оксидов азота.

Запатентованное решение от MTU: концепция донорного цилиндра


Рециркуляция выхлопных газов предъявляет более высокие требования к турбонаддувам выхлопных газов, так как
более высокие давления наддува должны быть достигнуты с уменьшенным массовым расходом в системе турбонаддува. Эти высокие давления наддува необходимы для направления
увеличенного массового расхода, возникающего в результате скорости рециркуляции выхлопных газов, в цилиндр во время газового цикла. Кроме того, выхлопные газы могут быть перенаправлены обратно в цилиндры только при перепаде давления между выхлопной и наддувочной системами.Это падение давления должно быть обеспечено с помощью правильно настроенной системы турбонаддува, что приводит к снижению эффективности турбонаддува. Падение давления между выхлопной и наддувочной системами приводит к потерям в газовом цикле. Эти факторы, как правило, приводят к снижению производительности двигателя или более высокому расходу топлива. Чтобы улучшить комбинированный эффект рециркуляции выхлопных газов и турбонаддува, mtu разработала так называемую систему рециркуляции выхлопных газов донорного цилиндра (см. Рисунок 3).Запатентованная система mtu использует только некоторые цилиндры двигателя в качестве донора для рециркуляции выхлопных газов. Выпускной клапан (донорный клапан) сдерживает поток выхлопных газов после донорных цилиндров и, таким образом, создает необходимый перепад давления между выхлопной и наддувочной системами. Это означает, что систему турбонаддува можно оптимизировать до очень хорошего уровня эффективности, при этом потери в газовом цикле влияют только на донорные цилиндры. По сравнению с традиционной рециркуляцией выхлопных газов под высоким давлением (как в случае с двигателями серии 1600), концепция донорных цилиндров (серии 2000 и 4000) обеспечивает более низкий расход топлива, так как она снижает потери в двигателе при газовом цикле и позволяет увеличить мощность турбонагнетателя. уровни эффективности.Для этого требуется дополнительный выпускной клапан донорного цилиндра по сравнению с системой рециркуляции ОГ высокого давления. Скопление грязи на компонентах и ​​объем обслуживания, необходимого в течение срока службы системы, меньше при использовании концепции донорного цилиндра, как в случае с рециркуляцией выхлопных газов высокого давления: в отличие от ситуации с рециркуляцией выхлопных газов низкого давления, выхлопной газ не подается во всасываемый воздух до момента, когда он попадает в цилиндр непосредственно за
. Это означает, что только чистый воздух проходит через крыльчатку компрессора
и промежуточный охладитель, а не выхлопной газ, содержащий частицы.

Как работает система рециркуляции выхлопных газов (EGR)

Обновлено: 3 октября 2019 г.

Система рециркуляции выхлопных газов или система рециркуляции отработавших газов является одной из нескольких систем контроля выхлопных газов транспортных средств. Это помогает снизить количество оксидов азота (NOx) в выхлопных газах. Оксиды азота обычно образуются в процессе сгорания в цилиндрах двигателя.

Однако их образование резко возрастает при более высоких температурах горения (выше 1600 ° C или 2912 ° F).

Более высокие температуры сгорания также вредны для двигателя. Одним из эффектов, вызываемых высокими температурами сгорания, является преждевременное зажигание или детонация (звон), когда топливно-воздушная смесь воспламеняется в цилиндрах не от искры, а от чрезмерного нагрева. Поскольку это происходит не в то время, до искры, детонация увеличивает нагрузку на компоненты двигателя.

Продолжительная детонация может повредить клапаны, поршни и другие детали, см. Это фото. Турбокомпрессор также быстрее выходит из строя при воздействии чрезмерного тепла.

Система рециркуляции отработавших газов снижает температуру сгорания, отводя небольшую часть выхлопных газов обратно во впускной коллектор.

Как это работает? Выхлопные газы больше не горючие. Разбавление всасываемого воздуха выхлопными газами снижает воспламеняемость топливно-воздушной заправки.
Не все автомобили оснащены системой рециркуляции отработавших газов; во многих новых автомобилях используется система изменения фаз газораспределения и другие средства контроля температуры сгорания и выбросов NOx.

Реклама - Продолжить чтение ниже

Компьютер двигателя (PCM) открывает или закрывает клапан EGR для управления потоком в системе EGR.Клапан рециркуляции ОГ соединяет выпускной коллектор с впускным коллектором. Клапан рециркуляции ОГ обычно закрыт. Нет потока EGR, когда двигатель холодный, на холостом ходу или во время резкого ускорения. Пиковый поток системы рециркуляции ОГ находится на пике во время непрерывного движения при умеренной нагрузке.

В некоторых автомобилях клапан рециркуляции ОГ приводится в действие вакуумным приводом, как показано на первой схеме ниже. В современных автомобилях установлен электрический клапан системы рециркуляции ОГ с шаговым двигателем. Подробнее о клапане рециркуляции ОГ.

Схема системы рециркуляции ОГ

PCM периодически проверяет систему EGR вместе с другими системами контроля выбросов.Если расход больше или меньше ожидаемого, PCM обнаруживает неисправность и включает индикатор проверки двигателя на панели приборов.

Есть разные способы контролировать расход EGR. В некоторых автомобилях используется датчик температуры системы рециркуляции ОГ, установленный во впускной части системы рециркуляции ОГ. Когда клапан рециркуляции ОГ открывается, температура на стороне впуска повышается из-за горячих выхлопных газов.

Система рециркуляции ОГ с вакуумным клапаном рециркуляции ОГ и датчиком температуры рециркуляции ОГ

В более старых автомобилях Ford использовался датчик DPFE (DPFE означает рециркуляцию рециркуляции отработавших газов с обратной связью по перепаду давления), который измеряет поток рециркуляции ОГ на основе разницы в давлении на обеих сторонах измеряемого отверстия в выхлопной части системы рециркуляции ОГ.

Система рециркуляции ОГ с вакуумным клапаном рециркуляции ОГ и датчиком DPFE

В современных автомобилях используется электрический клапан системы рециркуляции ОГ (схема ниже). Некоторые автомобили также имеют охладитель системы рециркуляции отработавших газов. PCM управляет потоком EGR, открывая или закрывая клапан EGR с помощью шагового двигателя. Расход системы рециркуляции ОГ контролируется датчиком абсолютного давления в коллекторе (MAP), датчиком массового расхода воздуха и датчиком соотношения воздух / топливо.

Система рециркуляции ОГ с электрическим (шаговым двигателем) клапаном рециркуляции ОГ и охладителем рециркуляции ОГ


Что такое клапан рециркуляции ОГ?

Снижение выбросов из выхлопной трубы

В последние годы изменение климата вызывает большую озабоченность в Великобритании.По данным Управления национальной статистики - Экологические счета Великобритании, выбросы выхлопных газов от автомобильного транспорта составили 21% выбросов парниковых газов в Великобритании в 2017 году.

Становятся все более строгими правила борьбы с выбросами парниковых газов от автомобильного транспорта. Производители автомобилей должны вносить изменения в конструкцию своих автомобилей, чтобы соответствовать строгим ограничениям.

Одним из методов снижения выбросов выхлопных газов является использование устройств дополнительной очистки.Большинство современных автомобилей имеют систему рециркуляции выхлопных газов (EGR). Но что такое EGR ...?

Что такое клапан рециркуляции ОГ?

В современных двигателях внутреннего сгорания рециркуляция выхлопных газов (EGR) - это метод контроля выбросов оксидов азота (NOx), образующихся в качестве побочного продукта в процессе сгорания.

Воздух из окружающей среды, в основном состоящий из кислорода и азота, соединяется с топливом и воспламеняется внутри камеры сгорания, температура повышается и производит выбросы NOx.

Система рециркуляции выхлопных газов работает, возвращая небольшую часть выхлопных газов в камеры сгорания двигателя через впускной коллектор, снижая температуру сгорания и, следовательно, уменьшая количество выбрасываемых NOx.

Клапан рециркуляции ОГ является основным элементом системы рециркуляции ОГ и обычно закрыт. Он соединяет выпускной коллектор с впускным коллектором и управляется либо вакуумом, либо встроенным электрическим шаговым двигателем. Функция клапана рециркуляции ОГ - управлять потоком рециркулируемых выхлопных газов в зависимости от нагрузки двигателя.

Оксид азота (NOx)

Оксиды азота - это выбросы, образующиеся как побочный продукт процесса горения. Газообразные азот и кислород в воздухе вступают в реакцию во время горения, особенно при высоких температурах.

NOx является основным компонентом смога и может оказывать пагубное воздействие на здоровье человека, а также на экосистемы и сельскохозяйственные культуры.

Таким образом, включение систем рециркуляции отработавших газов в конструкцию автомобиля важно с точки зрения снижения вредных выбросов для сохранения окружающей среды и положительного воздействия на здоровье человека.

Как работает клапан рециркуляции ОГ?

Большинство современных транспортных средств имеют клапаны системы рециркуляции отработавших газов в своей конструкции, чтобы снизить выбросы NOx и, следовательно, соответствовать строгим нормам выбросов. Системы рециркуляции выхлопных газов рециркулируют часть выхлопных газов обратно в камеру сгорания, где они объединяются со свежим всасываемым воздухом.

Это снижает количество кислорода и увеличивает содержание водяного пара в смеси для сгорания, что снижает пиковую температуру сгорания.Поскольку при повышении пиковой температуры сгорания создается больше NOx, клапан EGR эффективно снижает количество NOx, производимое двигателем.

Клапан рециркуляции ОГ начинает работать, когда двигатель запускается, достигает правильной рабочей температуры и скорость автомобиля увеличивается. Постепенно клапан рециркуляции ОГ регулирует поток выхлопных газов.

Как только автомобиль замедлится и двигатель остановится, клапан рециркуляции ОГ вернется в свое закрытое положение и предотвратит поток выхлопных газов.

Проблемы с клапаном рециркуляции ОГ

Частая проблема с клапаном рециркуляции отработавших газов - заедание из-за накопления нагара. В худшем случае клапан рециркуляции ОГ и каналы рециркуляции ОГ могут быть полностью заблокированы, предотвращая процесс рециркуляции выхлопных газов.

Засоренные системы рециркуляции ОГ часто являются причиной выхода черного дыма из выхлопных газов в дополнение к увеличению расхода топлива или снижению производительности. Если клапан рециркуляции ОГ не открывается или не закрывается, на приборной панели загорается сигнальная лампа двигателя .

Сильный запах расплавленного топлива изнутри транспортного средства также является признаком неисправности клапана системы рециркуляции ОГ, поскольку из-за увеличения расхода топлива через выхлопные газы будет выбрасываться больше углеводородов. Запах легко заметить из-за его раздражающего характера, который на самом деле может быть вредным для здоровья человека.

Клапан рециркуляции ОГ и тест ТО

В прошлом владельцы автомобилей пытались снять клапаны системы рециркуляции ОГ и дизельные сажевые фильтры (DPF) со своих автомобилей, чтобы избежать дорогостоящего ремонта.

Тем не менее, для транспортных средств, соответствующих стандартам Euro 6, Министерство транспорта заявило, что удаление клапана рециркуляции отработавших газов или сажевого фильтра является незаконным, поскольку транспортное средство больше не будет соответствовать правилам дорожного движения.

Транспортные средства также не пройдут тест MOT из-за уровней выбросов, и владельцы могут столкнуться с ошеломляющим штрафом в размере 1000 фунтов стерлингов за снятие клапана рециркуляции отработавших газов или сажевого фильтра.

Обеспокоены клапаном системы рециркуляции ОГ вашего автомобиля?

Клапан системы рециркуляции отработавших газов, безусловно, является положительным дополнением к автомобилям с точки зрения снижения вредных выбросов NOx, несмотря на их дорогостоящие затраты на ремонт.

Если вы считаете, что у вас неисправен клапан системы рециркуляции ОГ, вы можете записаться на бесплатную проверку состояния автомобиля у ближайшего к вам продавца Evans Halshaw .

Система рециркуляции выхлопных газов - обзор

Рециркуляция выхлопных газов

Рециркуляция выхлопных газов (EGR) - это метод модификации входящего воздуха для снижения выбросов NOx у источника, подход, широко и успешно используемый в автомобильной промышленности. Часть отработанного газа охлаждается и очищается перед рециркуляцией на сторону продувочного воздуха.Его влияние на образование NOx частично связано с уменьшением концентрации кислорода в зоне горения, а частично - с содержанием воды и диоксида углерода в выхлопных газах. Более высокие молярные теплоемкости воды и углекислого газа понижают пиковую температуру сгорания, что, в свою очередь, сдерживает образование NOx.

Некоторые из ранних работ по EGR считали его более практичным для двигателей, сжигающих более чистые бункеры, такие как низкосернистое и малозольное топливо, спирт и газ. Двигатели, работающие на топливе с высоким содержанием серы, могут вызвать коррозию турбонагнетателей, промежуточных охладителей и продувочных труб.Однако EGR стала предпочтительным методом для достижения уровней Tier III, хотя и в сочетании с SCR на некоторых типах двигателей.

Для судов с двухтопливным двигателем, работающим на нефтяном топливе, можно достичь уровня Tier II, но для достижения уровня III потребуется SCR. Однако те же суда, работающие на СПГ или метаноле, могут достичь уровня III без SCR. Любое судно, запланированное для эксплуатации за пределами ECA или построенное до того, как будет создано какое-либо ECA, в котором оно работает, должно только когда-либо соответствовать стандартам Tier II.

Основные компоненты системы рециркуляции выхлопных газов:

скруббер высокого давления, установленный перед турбонагнетателем двигателя

охладитель для дальнейшего снижения температуры рециркулируемого газа

улавливатель водяного тумана (WMC) для удаления унесенных капель воды

нагнетатель высокого давления для повышения давления рециркулируемого газа перед его повторным вводом в продувочный воздух двигателя

12

автоматические клапаны для изоляции системы

Двигатель Tier III имеет два рабочих режима цикла выбросов: Tier II для работы за пределами зон контроля выбросов NOX и Tier III для работы внутри зон контроля выбросов NOX.

EGR - подходящий метод снижения выбросов NOx для судов, использующих топливо с почти любым уровнем серы, которое может поставляться для использования в судовых двигателях. Однако, чтобы предотвратить повреждение двигателя серой и частицами, требуется очистка рециркулирующих выхлопных газов. Это выполняется в комбинированном процессе охлаждения и очистки с помощью предварительного распыления и распыления охладителя EGR в колонне EGR с использованием рециркуляционной воды. Чтобы поддерживать способность воды очищать, охлаждать и нейтрализовать выхлопные газы, необходима система обработки воды (WHS).

Система должна обеспечивать удаление скопившихся частиц и нейтрализацию серной кислоты в воде, а также подачу воды с достаточным давлением и скоростью подачи в блок рециркуляции ОГ. Кроме того, WHS обрабатывает сточную воду, которая представляет собой избыток воды, накопленной в системе в процессе сгорания.

Компания MAN Energy Solutions, как и другие производители двигателей, разработала систему, способную работать с различными уровнями серы, которые могут встречаться.Принцип работы WHS показан на рис. 4.4.

Рис. 4.4. Схема системы WHS.

Приемный бак, циркуляционный насос и регулирующий клапан являются частью блока приемного бака (RTU), размещенного на двигателе под блоком рециркуляции отработавших газов. Подающий насос, насос NaOH и система подачи пресной воды являются частью блока подачи (SU), установленного в машинном отделении. Вода из блока рециркуляции отработавших газов сливается в приемный бак и рециркулирует в блок рециркуляции отработавших газов с помощью циркуляционного насоса. Часть воды направляется регулирующим клапаном в буферный резервуар и возвращается в блок системы рециркуляции отработавших газов подающим насосом.В этой цепочке подается соответствующее количество NaOH для нейтрализации серной кислоты в системе. Отводимая вода сбрасывается в сливной резервуар через переливную трубу на буферном резервуаре. Вода, скопившаяся в дренажном резервуаре, может быть сброшена в море при соблюдении указанных критериев сброса, установленных IMO. Любой собранный ил необходимо вывозить на берег.

WHS разработан в соответствии с указанными пределами содержания серы для используемого жидкого топлива, когда двигатель работает в режиме EGR:

LS-WHS для EGR разработан для топлива с низким содержанием серы (макс.5% S): в случае, если система рециркуляции отработавших газов предназначена для топлива с максимальным содержанием серы 0,5%, образование частиц игнорируется, и очистка рециркуляционной воды не требуется. Однако нейтрализация оборотной воды все равно потребуется. Для LS-WHS расход воды в контуре SU и количество NaOH относительно низкие.

HS-WHS для рециркуляции отработавших газов для топлива с высоким содержанием серы (несовместимые виды топлива): в случае, если система рециркуляции отработавших газов предназначена для топлива, не соответствующего требованиям SOX, образование твердых частиц является значительным, а рециркулируемая вода потребуется очистка, чтобы предотвратить повреждение двигателя.Система очистки воды (HS-WTS) установлена ​​в контуре буферного резервуара для уменьшения содержания твердых частиц в воде. Для HS-WHS поток воды в контуре SU и количество NaOH относительно высоки.

Буферный бак является частью WHS и необходим для контроля количества и качества воды в процессе EGR. Размер бака определяется объемом воды, необходимой в системе рециркуляции ОГ при запуске. В буферной емкости установлен переливной патрубок для автоматического слива сточной воды, которая накапливается в системе из-за конденсации выхлопных газов.

Буферный бак LS (макс. 0,5% S)

Если система EGR предназначена для топлива с низким содержанием серы, очистка оборотной воды не требуется. Однако, чтобы предотвратить накопление твердых частиц высокой плотности на дне резервуара, переливная труба (низкий уровень перелива) соединяется с самой низкой возможной точкой резервуара. Кроме того, чтобы избежать улавливания пены, твердых частиц и подобных веществ с низкой плотностью в верхней части резервуара, также предусмотрена переливная труба (большой перелив) с немного более высоким уровнем выпуска.Из-за движения судов в море сточные воды иногда сбрасываются таким образом.

Буферный бак HS (несовместимые виды топлива)

В случае, если система рециркуляции отработавших газов предназначена для топлива с высоким содержанием серы, рециркуляционная вода будет нуждаться в очистке системой очистки воды HS-WTS. Выпускное отверстие для WTS берется из самой нижней точки буферного резервуара, чтобы гарантировать удаление твердых частиц высокой плотности из системы. Очищенная вода возвращается в буферный резервуар на уровне, аналогичном входному потоку воды из контура рециркуляции ОГ.Отводимая вода, включая пену, твердые частицы и другие вещества с низкой плотностью, отводится через переливную трубу, аналогично высокому переполнению в буферном резервуаре LS.

Компания MAN Energy Solutions теперь включает систему рециркуляции отработавших газов во все свои двухтактные двигатели. Для систем рециркуляции ОГ используются три различных метода согласования:

Система рециркуляции ОГ с байпасом, сконфигурированная только с одним турбонагнетателем и используемая для двигателей с внутренним диаметром 70 или меньше.

Система рециркуляции ОГ с согласованием отключения TC, сконфигурированная с двумя или более турбонагнетателями и используемая для двигателей с внутренним диаметром 80 или более.

EcoEGR, сконфигурированный как EGR с байпасом. EcoEGR - это двигатель с оптимизированным расходом топлива, который снижает SFOC как в режиме Tier II, так и в режиме Tier III с использованием EGR для соответствия соответствующему пределу NOx.

Система рециркуляции отработавших газов, сконфигурированная с байпасным согласованием, показана на рис. 4.5. Для направления продувочного воздуха в ресивер продувочного воздуха доступны две струны, основная струна и струна рециркуляции отработавших газов:

Рис. 4.5. Система рециркуляции отработавших газов, настроенная с байпасным согласованием.

Основная колонна, способная пропускать весь продувочный воздух через компрессор турбонагнетателя и охладитель продувочного воздуха.

Колонна системы рециркуляции отработавших газов, способная направлять до 40% выхлопных газов через систему предварительного распыления и блок рециркуляции отработавших газов (охладитель рециркуляции отработавших газов и WMC) к точке смешивания в основной колонне.

Для согласования обхода доступны два режима: режимы Tier II и Tier III.

В режиме Tier II работает только основная струна. Клапаны в цепочке EGR (SOV / BTV) и байпасе цилиндра (CBV) остаются закрытыми. В этом режиме байпас выхлопных газов (EGB) полностью открыт при высоких нагрузках и частично открывается при низких нагрузках для балансировки турбонагнетателя.Однако на двигателях с диаметром цилиндра 40 или меньше перепускная труба выхлопных газов будет закрыта при высоких нагрузках, а линия рециркуляции отработавших газов открыта, чтобы получить достаточное давление продувочного воздуха при соблюдении ограничений по скорости турбокомпрессора.

В режиме уровня III цепочка рециркуляции отработавших газов активируется путем открытия запорного клапана рециркуляции отработавших газов и дроссельной заслонки нагнетателя (SOV / BTV). Выхлопной газ направляется через устройство предварительного распыления и блок рециркуляции отработавших газов в точку смешивания и ресивер продувочного воздуха, нагнетаемый вентилятором системы рециркуляции отработавших газов. Коэффициент рециркуляции отработавших газов регулируется путем изменения потока нагнетателя системы рециркуляции отработавших газов.Перепускной канал цилиндра (CBV) активен в этом режиме для увеличения давления продувочного воздуха и, таким образом, уменьшения SFOC. Перепуск выхлопных газов (EGB) закрыт.

Система рециркуляции отработавших газов с согласованием отключения TC показана на схеме на рис. 4.6. В системе доступны три струны: основная струна, отрезная струна и струна рециркуляции отработавших газов, которые направляют продувочный воздух в ресивер продувочного воздуха:

Рис. 4.6. Система рециркуляции отработавших газов с согласованием выключателя TC.

Основная колонна пропускает до 70% продувочного воздуха через основной турбокомпрессор и охладитель продувочного воздуха.

Вырезанная струна направляет до 40% продувочного воздуха через выключенный турбонагнетатель и блок системы рециркуляции отработавших газов (охладитель системы рециркуляции отработавших газов и WMC) перед тем, как попасть в ресивер продувочного воздуха через уравнительную трубу.

Цепочка рециркуляции отработавших газов направляет до 40% выхлопных газов через блок предварительного распыления и системы рециркуляции отработавших газов в точку смешивания в основной колонне, нагнетаемую одним или несколькими нагнетателями системы рециркуляции отработавших газов. В этом случае шнурок с вырезом закрывается.

На некоторых более крупных двигателях потребуется конфигурация с более чем двумя турбокомпрессорами.Принцип не изменился, хотя количество турбонагнетателей и блоков рециркуляции выхлопных газов увеличилось.

Доступны три режима для согласования вырезки TC:

Режим Tier II

В режиме Tier II работают основная и вырезанная струна. Запорные клапаны TC (TCV / CCV) и перепускные клапаны нагнетателя (BBV) открыты, в то время как линия рециркуляции отработавших газов закрыта запорным клапаном рециркуляции отработавших газов и дроссельным клапаном нагнетателя (SOV / BTV). В этом режиме охладитель рециркуляции отработавших газов работает как обычный охладитель продувочного воздуха.Около 40% продувочного воздуха проходит через отрезную колонну, остальные 60% - через основную колонну. В этом режиме байпас цилиндра (CBV) остается закрытым.

Режим Tier II - отключение TC

Строка отключения дает возможность запустить двигатель в режиме Tier II при низких нагрузках с отключением TC, и таким образом SFOC может быть уменьшенный. В этом случае будет открыта только основная струна, а байпас цилиндра (CBV) останется закрытым.

Режим Tier III

В режиме Tier III отрезная строка закрыта (TCV / CCV).Строка системы рециркуляции ОГ открывается запорным клапаном рециркуляции ОГ и дроссельной заслонкой нагнетателя (SOV / BTV). Выхлопной газ направляется через устройство предварительного распыления и блок рециркуляции отработавших газов в точку смешивания и ресивер продувочного воздуха, нагнетаемый вентиляторами системы рециркуляции отработавших газов. Коэффициент рециркуляции отработавших газов регулируется путем изменения потока нагнетателя системы рециркуляции отработавших газов. Перепускной канал цилиндра (CBV) частично активен в этом режиме, чтобы увеличить давление продувочного воздуха и тем самым снизить SFOC.

Система EcoEGR постоянно работает в состоянии EGR независимо от района плавания.Скорость рециркуляции отработавших газов адаптирована к предельным значениям NOx в данной области, то есть режиму уровня III внутри NECA и режиму уровня II за пределами NECA. Снижение SFOC составляет около 2,5% в режиме уровня II и 1,0% в режиме уровня III.

Доступен дополнительный резервный режим Tier II для поддержания соответствия Tier II в случае серьезного отказа системы EGR. Система EcoEGR сконфигурирована аналогично концепции байпаса рециркуляции отработавших газов и может быть установлена ​​с одним или двумя турбокомпрессорами, как показано на рисунках 4.6 и 4.7.

Фиг.4.7. Схема процесса рециркуляции отработавших газов - EcoEGR с двумя турбонагнетателями.

Для EcoEGR доступны три режима:

Режим EcoEGR Tier II

В режиме EcoEGR Tier II двигатель работает с низкой скоростью рециркуляции отработавших газов, около 10% –15%. Запорный клапан системы рециркуляции отработавших газов (SOV) и дроссельный клапан нагнетателя (BTV) полностью открыты, а перепускной клапан цилиндра (CBV) закрыт. За исключением высоких нагрузок, байпас выхлопных газов (EGB) также закрыт.

Режим EcoEGR Tier III

В режиме EcoEGR Tier III двигатель работает с коэффициентом рециркуляции отработавших газов 25% –45%, аналогично настройке байпаса рециркуляции отработавших газов.Запорный клапан системы рециркуляции ОГ (SOV) и дроссельная заслонка нагнетателя (BTV) полностью открыты. Перепускной клапан цилиндра (CBV) открыт, за исключением низких нагрузок, а перепускной клапан выхлопных газов (EGB) закрыт.

Режим возврата EcoEGR Tier II

Режим возврата, который актуален только в случае отказа системы рециркуляции отработавших газов, работает без системы рециркуляции отработавших газов. Соответственно, запорный клапан системы рециркуляции отработавших газов (SOV) и дроссельная заслонка нагнетателя (BTV) закрываются. За исключением высоких нагрузок, байпас выхлопных газов (EGB) также закрыт.

Блоки системы рециркуляции выхлопных газов

нельзя назвать маленькими, но они хорошо вписываются в габариты основного двигателя и сами по себе не занимают слишком много места, как можно увидеть на изображении ниже, объединяющем блок рециркуляции отработавших газов, базовый турбонагнетатель и разрез. -выход турбокомпрессора (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Боковой турбонагнетатель и боковой блок системы рециркуляции ОГ.

Однако периферийные компоненты увеличат потребность системы в пространстве. Их можно разместить там, где это лучше всего подходит, хотя подача NaOH должна быть на уровне или над блоком подачи, а сливные баки, естественно, должны быть ниже, чтобы обеспечить гравитационный поток (рис.4.9).

Рис. 4.9. Типовая компоновка всей системы EGR, подходящая для топлива с высоким содержанием серы.

Признаки неисправности или неисправности клапана рециркуляции выхлопных газов (EGR)

Клапан рециркуляции выхлопных газов - это элемент, обычно встречающийся на многих дорожных транспортных средствах. Он является частью системы рециркуляции выхлопных газов (EGR) транспортного средства, системы выхлопных газов, которая предназначена для рециркуляции выхлопных газов обратно во впускное отверстие автомобиля, чтобы снизить температуру цилиндров и выбросы NOx.Клапан рециркуляции ОГ является одним из основных компонентов, который регулирует поток и рециркуляцию этих выхлопных газов. Когда клапан открыт, выхлопные газы пропускаются через систему рециркуляции выхлопных газов автомобиля, что помогает контролировать выбросы автомобиля. Когда клапан рециркуляции отработавших газов неисправен, это может вызвать проблемы с потоком и работой системы рециркуляции отработавших газов, что может привести к увеличению выбросов и проблемам с производительностью. Обычно неисправный или неисправный клапан рециркуляции отработавших газов вызывает несколько симптомов, которые могут предупредить водителя о потенциальной проблеме.

1. Проблемы с производительностью двигателя

Одним из первых симптомов проблемы с клапаном рециркуляции ОГ являются проблемы с производительностью двигателя. Забитый или неисправный клапан системы рециркуляции ОГ может нарушить воздушно-топливное соотношение автомобиля, что может вызвать проблемы с производительностью двигателя, такие как снижение мощности, ускорения и даже топливной экономичности.

2. Неровный холостой ход

Один из наиболее распространенных симптомов неисправности клапана системы рециркуляции ОГ автомобиля - это резкий холостой ход. Клапаны системы рециркуляции ОГ нередко выходят из строя и застревают в открытом положении.Это может привести к рециркуляции выхлопных газов, что приведет к резкому холостому ходу даже в нежелательных условиях.

3. Загорится индикатор двигателя.

Горящая лампа Check Engine - еще один признак неисправности или неисправности клапана EGR. Если компьютер обнаруживает проблему с цепью или положением клапана рециркуляции ОГ автомобиля, он включает индикатор проверки двигателя, чтобы уведомить водителя о проблеме. Индикатор Check Engine также может быть активирован при большом количестве других проблем, поэтому настоятельно рекомендуется сканировать компьютер на наличие кодов неисправностей.

Клапан рециркуляции ОГ является важным компонентом выбросов, особенно для автомобилей в штатах со строгими правилами выбросов. Если вы подозреваете, что проблема с клапаном рециркуляции отработавших газов вашего автомобиля, обратитесь к профессиональному специалисту, например, из компании YourMechanic, чтобы проверить его, чтобы определить, нуждается ли автомобиль в замене клапана рециркуляции отработавших газов.

Ищете новый клапан рециркуляции выхлопных газов?

Посмотрите десятки отличных вариантов прямо здесь

купить сейчас
Autoblog может получать долю от покупок, сделанных по ссылкам на этой странице.Цены и доступность могут быть изменены.

Cooled EGR показывает преимущества для бензиновых двигателей

Эта статья также появляется в

Подпишитесь сейчас "

Две конфигурации системы рециркуляции ОГ с общим охлаждением, протестированные Mahle Behr на 1.Бензиновый двигатель объемом 2 л.

Система рециркуляции ОГ с охлаждением показывает преимущества для бензиновых двигателей

2014-09-17 Брюс Мори

«Системы рециркуляции выхлопных газов, которые в настоящее время используются на дизельных двигателях, были использованы для соответствия нормам по выбросам.Мы считаем, что бензиновые двигатели являются идеальным способом соответствовать более строгим стандартам экономии топлива », - пояснил Мартин Бауэр, директор по развитию компонентов, устанавливаемых на двигателе, в Mahle Behr USA в интервью Automotive Engineering .

Системы рециркуляции ОГ отводят часть выхлопных газов из двигателя и подмешивают их обратно в поток свежего всасываемого воздуха. Смешивание выхлопных газов с всасываемым воздухом снижает температуру и скорость сгорания. Это улучшает выбросы за счет уменьшения образования NOx.Это также снижает предел детонации, обеспечивая лучшую экономию топлива за счет более высоких степеней сжатия и / или опережения зажигания.

Охлаждение выхлопных газов перед их смешиванием с всасываемым потоком в специальном теплообменнике дополнительно улучшает выбросы и предел детонации. По оценкам Бауэра, охлаждение системы рециркуляции ОГ может улучшить среднюю экономию топлива с 2% до 5%, как измерено на текущих ездовых циклах, используемых регулирующими органами.

«Мы особенно видим улучшения от системы рециркуляции отработавших газов с охлаждением для бензиновых двигателей меньшего размера с турбонаддувом и прямым впрыском», - сказал он.Это потому, что такие двигатели предназначены для работы с более высокими нагрузками и скоростями. То есть предел детонации и обогащение смеси серьезно влияют на экономию топлива.

Еще одно возможное применение - двигатели, используемые в гибридных электромобилях. Как правило, эти двигатели с циклом Аткинсона также работают при высоких нагрузках и скоростях, хотя обычно они не имеют турбонаддува или прямого впрыска.

Чтобы лучше понять преимущества охлаждаемой системы рециркуляции ОГ, Mahle Behr провела серию тестов на трехцилиндровом двигателе 1.Бензиновый двигатель объемом 2 л с турбонаддувом и прямым впрыском, степень сжатия 9,3: 1. Испытательный двигатель развивает пиковую мощность 120 кВт (161 л.с.) и 286 Н · м (211 фунт · фут). Инженеры сравнили два типа охлаждаемой системы рециркуляции отработавших газов: систему высокого давления, которая отводит выхлопные газы до того, как они приводят в действие турбину турбонагнетателя, и систему низкого давления, которая отводит выхлопные газы после турбины турбонагнетателя.

Охлаждаемое устройство рециркуляции выхлопных газов изготовлено с помощью лазерной сварки, аналогичное тем, которые компания поставляет для дизельных двигателей.Он имеет размеры 2 x 1,5 x 8 дюймов (50,8 x 38 x 203 мм) и обычно весит 1,4 фунта (0,63 кг). Агрегат изготовлен из коррозионно-стойкой нержавеющей стали марки 300 или 400.

«Мы обнаружили, что система рециркуляции отработавших газов с низким давлением показала улучшения по всей рабочей карте скорости / нагрузки», - сказал Бауэр, с максимальным улучшением на максимальной скорости и нагрузке на 9% большей экономией топлива. Система рециркуляции отработавших газов с охлаждением под высоким давлением показала еще лучшее максимальное снижение с 18% -ной экономией топлива при максимальной скорости и нагрузке.

Однако он смягчил этот вывод, заявив, что средняя экономия топлива, измеренная на четырех разных ездовых циклах (NEDC, WLTP, Artemis и MPT-HLC), на самом деле была лучше для системы рециркуляции отработавших газов с низким давлением.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *