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
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.
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.
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?
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
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
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.
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.
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.
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.
Что такое система рециркуляции отработавших газов в автомобиле?
Современные экологические требования заставляют автопроизводителей вплотную заниматься снижением токсичности выбросов при выхлопе. Для этого предназначается и система рециркуляции отработавших газов (EGR), снижающая концентрацию окисей азота путем их поступления во впускной коллектор.
Если топливо автомобиля сгорает при высоких температурах, то образуются оксиды азота – исключительно токсичные вещества. Возвращение части выхлопных газов в цилиндры через впускной коллектор дает возможность понизить температуру, при которой сгорает топливо, уменьшая количество оксидов азота в выхлопе.
При этом мощность двигателя практически не падает, а расход топлива даже несколько снижается. Системы рециркуляции отработанных газов используются на всех типах автомобильных двигателей, исключения составляют только турбированные бензиновые моторы. На разных двигателях применяют конструкции:
- с высоким давлением;
- с низким давлением;
- варианты комбинированного типа.
Основной элемент каждой из этих систем – клапан рециркуляции отработанных газов, перенаправляющий поток выхлопа непосредственно во впуск. Любое нарушение в его работе приводит к неполадкам в работе двигателя.
Системы высокого давления
Система рециркуляции высокого давления используется на дизелях, соответствующих нормативам Евро 4 с содержанием оксидов азота, не превышающим 0,25 г/км. При этом клапан системы рециркуляции направляет определенную часть выхлопа назад во впускной коллектор. Он бывает с пневматическим или электроприводом.
Принцип работы системы основывается на том, что клапан ОГ (отработанных газов) за счет разрежения возникшего во впускном коллекторе для бензиновых двигателей или созданного при помощи вакуумного насоса у дизелей регулирует подачу выхлопных газов во впускной коллектор. Давление во впуске регулируется дроссельной заслонкой, при ее закрытии давление снижается и рециркуляция происходит активнее. При этом поток отработанных газов, попадающих на компрессор, уменьшается, снижая давление на нем.
Процесс рециркуляции контролируется электронным боком управления, который перемещает дроссельную заслонку, заставляя срабатывать клапан отработанных газов. Положение дросселя контролируется потенциометром. Иногда воздух, входящий во впускной коллектор, охлаждается дополнительным радиатором, что позволяет дополнительно снизить температуру в камерах сгорания для уменьшения концентрации оксидов азота. Этой же системой охлаждается и рециркуляционный клапан.
Системы низкого давления
Двигатели, соответствующие нормам Евро 5 с нормативом по оксидам азота 0,18 г/км, оснащаются системами рециркуляции выхлопа с низким давлением. В них отвод выхлопных газов происходит за сажевым фильтром. При этом рециркуляция выхлопных газов выполняется после их охлаждения в небольшом радиаторе, они проходят через клапан, регулирующий поток, а впуск осуществляется непосредственно перед турбиной дизельных двигателей или впускной коллектор на бензиновых.
Поскольку отвод реализуется за фильтром, во впускной коллектор не попадают сажевые частицы, а температура газа понижается. В конечном счете, в выхлопе остается гораздо меньше окисей азота. При этом через нагнетатель проходят все выхлопные газы, поэтому давление, а значит, эффективность ее работы не снижается.
Рециркуляция регулируется ЭБУ двигателя через дроссельную заслонку, непосредственно клапана с выпускной заслонкой. Все они имеют электропривод, контролируемый потенциометром. Величина их открытия определяется ЭБУ с учетом наполнения блока цилиндров топливом, давления наддува и других параметров работы двигателя.
Комбинированная система
В современных двигателях по стандарту Евро 6 с концентрацией оксидов азота, не превышающей 0,08 г/км, используется комбинированная система рециркуляции. В таких двигателях применены обе технологии – с высоким и низким давлением.
Главной остается система низкого давления, применяемая на двигателях Евро 5. Но в предельных режимах работы подключается система высокого давления, через которую выхлоп подается во впускной коллектор. При этом система высокого давления не оборудована дополнительным охладителем, температура газов регулируется за счет интенсивности ее работы.
Признаки проблемной EGR
Главным элементом системы является клапан ERG, регулирующий поток выхлопных газов, направленных в выхлопной коллектор. К основным признакам, сигнализирующим о поломке системы относят:
- Понижение мощности двигателя при нестабильности холостого хода, поток черного дыма при нажатии на акселератор на дизелях, повышение расхода топлива означает, что забит клапан ЕГР.
- Уменьшение приемистости автомобиля при нажатии на газ и понижение мощности говорит о том, что клапан ERG заклинил в открытом положении.
- При нестабильности оборотов, повышении дымности выхлопа, изменении мощности (в некоторых случаях она может повышаться), детонации топлива, появлении на приборной панели индикатора CHECK необходимо диагностировать состояние клапана ЕГР, так как именно он является причиной возникших проблем.
Почему не работает рециркуляции отработанных газов?
Существует несколько причины выхода из строя системы рециркуляции выхлопа:
- Использование неочищенного топлива низкого качества. Нагар, который образуетcя от некачественного топлива портит клапан ERG уже через 20 тыс. км пробега.
- Неправильно настроенная система зажигания тоже образует излишний нагар с теми же последствиями.
- Попадание масла в выхлопные газы из-за износа поршневой, маслосъемных колпачков, других проблем с двигателем.
- Неисправности в электронике, сбой в работе ЭБУ.
- Превышение допустимого уровня масла в двигателе или износ топливных форсунок.
- Износ клапана, который нужно менять или чистить после пробега 60-80 тысяч километров.
Ремонт или замена клапана
В большинстве машин клапан рециркуляции картерных газов находится в левой части двигателя или на перегородке под капотом.
Снятие, обратная установка и чистка клапана EGR от нагара не вызывают никаких проблем. Чтобы проверить клапан EGR, его надо снять и подключить при помощи обычных проводов к аккумулятору автомобиля через разъем. Если при этом раздается щелчок, клапан работает, после этого требуется ацетоном или другим растворителем убрать с него нагар. При монтаже требуется выполнение определенных правил:
- на резьбовое соединение клапана наносится высокотемпературный герметик;
- обязательно требуется новая прокладка, даже если старая с виду осталась целой;
- в инструкции к авто найти момент затяжного усилия резьбового соединения, чтобы избежать протечки;
- проверить правильность подключения и целостность подводных трубок.
Заглушка клапана ЕГР
Если клапан или датчик EGR выходит из строя, многие автовладельцы предпочитают просто заглушить или обойти систему рециркуляции. Это оправдано только на старых моторах, выпущенных до 2000 года. В них достаточно просто отключить разъем клапана, если при этом загорается индикатор CHECK, то потребуется дополнительно заглушить вакуумные трубки. В таких моторах, в результате износа часто в выхлопные газы идет сажа и масло, которые возвращаясь во впускном коллекторе при работающей системе рециркуляции, усиливают образование нагара, и чистка клапана ЕГР не улучшит ситуацию. Недостаток отключения – повышение расхода топлива за счет того, что двигатель плохо нагревается и быстро остывает, превышение достигает до 25%, особенно в дизелях. Непосредственно заглушка осуществляется специальной пластиной, которую устанавливают на клапан.
Если автомобиль оборудован сажевым фильтром с катализатором, этот процесс существенно осложняется. Клапан EGR в авто – это неотъемлемая часть рабочей системы двигателя, которая связана с другими элементами. Поэтому, чтобы заглушить его, требуется перепрограммировать ЭБУ автомобиля, это лучше сделать на специализированном СТО. Но при этом нужно знать, что после перепрошивки перегретые выхлопные газы идут через катализатор, поэтому он быстрее выходит из строя, а его замена стоит очень дорого. Поэтому клапан ЕГР лучше заменить, если его отключение не требуется для повышения динамики двигателя.
Видео:Клапан ЕГР! Принцип работы. Глушить или нет?!
Заключение
Рециркуляция отработанных газов – это сознательное занижение динамики двигателя для уменьшения вредных выхлопов и увеличения ресурса его работы. Это осознают многие автомобилисты, принимая решение заглушить эту систему. Но если от двигателя не требуется получение полной отдачи, ее лучше не трогать, это позволит сохранить экологию, продлить срок службы двигателя и снизить потребление топлива, что существенно уменьшит эксплуатационные расходы.
EGR (система рециркуляции отработавших газов) в дизельном двигателе
Категория: Полезная информация.
Система EGR призвана снизить уровень оксидов азота (N2O) в выхлопе турбинованных дизельных и безнаддувных бензиновых ДВС.
Зачем современные ДВС оснащают системой EGR
Как мы знаем, дизельный двигатель работает в высоком температурном диапазоне.
Когда воздух попадает в горячую камеру сгорания, кислород в его составе активно вытесняется оксидами азота. В итоге рабочая смесь сгорает не полностью, а выхлоп становится токсичным.
ЕГР система частично возвращает газы из картера двигателя обратно во впускной коллектор для вторичного использования (дожигания).
Это позволяет более эффективно сжечь воздушно-топливную смесь, снизить расход ДТ и сделать работу дизеля на некоторых режимах мягче.
Основная задача EGR на дизельных моторах — снизить уровень N2O в выхлопе.
Какие системы EGR бывают
На современных автомобилях встречаются различные системы рециркуляции: высокого и низкого давления, а также комбинированные.
Дизельные ДВС, которые соответствуют эко-стандарту Еuro 4 (не больше 0,25 г/км N2O в выхлопе) оснащаются системой EGR высокого давления.
Часть газов отводится перед турбиной и перенаправляется в магистраль, ведущую на впуск. В момент пика работы клапана ЕГР давление турбонаддува снижается, и владелец ощущает это как провал в мощности ДВС.
Она эффективнее, потому что отвод газов начинается еще за сажевым фильтром, а затем ОГ проходят через радиатор для дополнительного охлаждения. Лишь затем картерные газы проходят через клапан ЕГР во впускной коллектор.
В результате удается достичь не только снижения оксидов азота, но и количества сажи в выхлопе дизельного мотора. А из-за того, что ОГ проходят через турбину, владелец не ощущает провалов в мощности.
Дизеля, соответствующие стандарту Еuro 6 (0,08 г/км оксидов азота в выхлопе) получают
Преимущественно комбинированная система работает как система ЕГР низкого давления, но в отдельных режимах работы к ней подключаются магистрали рециркуляции ОГ высокого давления.
Клапан EGR
Основным элементом системы рециркуляции является клапан EGR. Именно он «запускает» часть картерных газов обратно во впускной коллектор.
На дизельных моторах клапан ЕГР открывается в режиме холостого хода. Чем больше нагрузка на двигатель, тем больше закрывается клапан, ограничивая поступление газов на впуск.
На пике производительности дизеля клапан совсем закрывается.
Работа клапана ЕГР регулируется ЭБУ двигателя на основании данных датчиков — ДМРВ, данных о давлении во впускном коллекторе, о температуре воздуха на впуске и т.п.
Производители настаивают на преимуществах ДВС с системой рециркуляции отработавших газов: дизель с EGR работает мягче на холостом ходу, потому что уменьшение кислорода в топливо-воздушной смеси снижает давление в момент ее сгорания. Тем не менее, многие владельцы предпочитают отключать систему рециркуляции и «глушить» клапан EGR.
- О том, как устроена система подачи топлива в дизельном ДВС, читайте здесь.
- Какие системы подачи топлива на дизелях существуют, узнаете здесь.
Топливные насосы, ТНВД для дизельного двигателя вы найдете в каталоге
ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ
Метки: Дизель, Дизельные ДВС, ДМРВ, EGR
Система ЕГР в дизельном двигателе что это такое
В связи с повышенными требованиями экологов к дизельным и карбюраторным двигателям, с целью снижения уровня оксидов азота в выхлопных газах, применяется система рециркуляции ЕГР (EGR — ExhaustGasRecirculation). В соответствии с различными требованиями, выдвигаемыми стандартами, отслеживающими токсичность отработавших газов, система ЕГР в дизельном двигателе имеет несколько разновидностей:
- EGR высокого давления.
- Система низкого давления.
- Комбинированная система ЕГР.
Основные задачи, преследуемые системой ЕГР
При использовании клапана системы часть газов, отработавших цикл, возвращается через впускной коллектор для последующего сжигания. При этом силовые агрегаты работают более мягко и плавно, в бензиновых моторах отмечается ощутимое снижение уровня детонации.
Преимущества применения рециркуляционной системы:
- Улучшение эксплуатационных показателей дизельных и бензиновых ДВС.
- Снижение расхода горючего.
- Уменьшение токсичности выхлопных газов.
Процесс образования вредных оксидов под воздействием высоких температур состоит из следующих этапов:
- Активное увеличение процентного содержания азотных оксидов в топливно-воздушных смесях.
- Взаимодействие кислорода и азота под влиянием высокой температуры.
- Попадание воздуха в камеру сгорания вызывает активное образование окиси азота.
- Замещение кислорода образовавшимися оксидами азота.
- Недостаток кислорода вызывает неполное сгорание рабочей смеси.
- Потеря мощности движка.
- Повышение расхода дизельного топлива или бензина.
- Возрастание токсичности газов выхлопных в ДВС.
Возврат во впускной коллектор части отработавших газов способствует заметному снижению температуры сгорания топливных смесей. С понижением температуры происходит уменьшение интенсивности возникновения азотных оксидов.
При попадании в камеру сгорания газов, прошедших полный цикл, не нарушает количественный баланс основных компонентов, участвующих в создании топливно-воздушныхсмесей, мощностные показатели силовых агрегатов не изменяются при работе в различных режимах, топливо экономится.
Функции клапана рециркуляции газов
Клапан ЕГР в дизельном двигателе является основным элементом системы рециркуляции. На его работе основано функционирование всей системы. При помощи данного устройства отработавшие газы частично входят в коллектор для перемешивания с поступающим воздухом. Увеличение количества кислорода в камере приводит к возрастанию температуры сгорания рабочей смеси. Добавленные отработавшие газы позволяют уменьшить процент содержания кислорода, что способствует снижению рабочей температуры и количества азотных оксидов в выхлопных газах.
Особенности дизельных и карбюраторных клапанов ЕГР
Работа клапановEGR в дизельных и бензиновых двигателях имеет определенные отличия. В дизельных силовых агрегатах устанавливается клапан, открывающийся на холостом ходу, при этом количество впускаемого свежего воздуха уменьшается вдвое. При увеличении нагрузок на мотор ЕГР впускает меньше отработанных газов, при пиковых нагрузках клапан закрывается. Закрывание клапана происходит также и при прогреве дизеля.
Клапан EGR, установленный на бензиновом движке, при холостых оборотах и до достижения максимального крутящего момента находится в закрытом положении. При малых и средних нагрузках ЕГР впускает менее 10% кислорода.
Принцип действия системы рециркуляции
Принцип работы системы рециркуляции — замкнутый контур. Клапан ЕГР управляется за счет электрического контроллера или электронно пневматическим методом. При первом решении система получает данные на контроллер двигателя внутреннего сгорания со специального датчика. Во втором варианте клапан EGR на основании данных регулируется в зависимости от показаний, полученных с датчиков давления впускного коллектора, массового расхода воздуха, температуры впускаемого воздуха.
При улучшенной конструкции силовых агрегатов, где отработавшие газы усиленно охлаждаются при рециркуляции, клапан ЕГР встроен внутрь системы охлаждения. При этом несмотря на более сложную конструкцию системы, количество оксидов снижается намного эффективнее.
В процессе эксплуатации моторов, оснащенных клапаномEGR, выявляются следующие преимущества:
- В бензиновых двигателях в районе расположения дроссельной заслонки наблюдается уменьшенный перепад давления.
- Снижение температуры приводит к уменьшению детонаций, что позволяет применять более ранний момент зажигания, улучшающий моментные характеристики ДВС.
- В работе дизеля с EGR появляется мягкость, снижается уровень шума на холостых оборотах, благодаря уменьшенному содержанию кислорода при сгорании топливной смеси.
Системы рециркуляции дизельных двигателей
Для обеспечения соответствия дизельных двигателей нормам Евро 4 их оборудуют клапанами EГР высокого давления. Согласно международным нормам допустимое количество азотных оксидов в отработавших газах должно составлять не выше 0,25 г/км.
Принцип работы системы рециркуляции состоит в отборе отработавших газов перед входом в турбину, перенаправляя их в специальный канал, ведущий к впускному коллектору.
Система рециркуляции состоит из следующих элементов:
- Клапан ЕГР.
- Электрический или пневматический привод.
- Патрубки, служащие для транспортировки газов.
Из выпускной системы клапан EGR забирает часть отработавших газов и направляет их на впускной коллектор.
Для работы клапана пневматического вида создается разрежение в районе впускного коллектора бензинового силового агрегата. В дизелях разрежение воздуха происходит благодаря работе вакуумного насоса. Вследствие образовавшегося вакуума происходит срабатывание клапана рециркуляции.
Интенсивность рециркуляции зависит от режима работы двигателя, от перепада давления на впускном и выпускном коллекторах. Впускная система управляет давлением при помощи изменения положения дроссельной заслонки. При низком давлении на впуске заслонка дросселя находится в закрытом положении. Чем больше интенсивность рециркуляции, тем меньший поток отработавших газов, направляемых к турбокомпрессору.
Активная рециркуляция приводит к падению давления турбонаддува в дизеле, оборудованном системой EGR. При работе дизеля на холостых оборотах, при полном открытии дроссельной заслонки, до полного прогревания мотора и достижения рабочих значений температуры система EGR находится в режиме низкой активности.
Работу системы ЕГР в дизельном двигателе контролирует электронный блок управления силового агрегата. Клапан начинает свою работу при поступлении управляющего сигнала с ЭБУ, который регулирует открытие дроссельной заслонки в соответствии с показаниями датчика потенциометрического.
Системы рециркуляции низкого давления
Для соответствия требованиям стандарта Евро 5 дизельным двигателям необходимо иметь количество оксида азота в выхлопных газах не выше 0,18 г/км. В таких дизельных моторах установлена система EGR, относящаяся к типу низкого давления. Здесь газы следуют по определенному циклу:
- Прохождение через сажевый фильтр.
- Охлаждение в радиаторе.
- Переход через клапан ЕГР.
- Проникновение во впускную систему, расположенную у входа в турбину.
Использование системы EGR, относящейся к виду низкого давления, приводит к появлению следующих положительных факторов:
- снижается процент содержания сажевых элементов;
- заметно понижается температура отработавших газов;
- резко сокращается процентное содержание оксидов азота в выхлопе.
Прохождение отработавших газов через устройство турбокомпрессора стабилизирует давление турбинного наддува, что способствует сохранению мощности дизельного силового агрегата без потерь.
Электронный блок управления дизеля следит за интенсивностью процессов рециркуляции посредством следующих устройств:
- заслонка дроссельная;
- заслонка клапана рециркуляции;
- заслонка выпускная.
Работа всех заслонок обеспечена электрическим приводом. При помощи потенциометрического датчика производится контроль за открытием каждой заслонки на определенную величину в соответствии со специальной программой, зашитой в ЭБУ. При этом отслеживается степень наполнения каждого цилиндра движка, давление турбонаддува и интенсивность действия EGR в каждом рабочем режиме дизельного двигателя.
Система рециркуляции комбинированного типа
Дизельные двигатели, чтобы соответствовать требованиям Евро 6, которые требуют иметь количественный состав оксида азота в выхлопных газах не превышающий 0,08 г/км, оборудованы комбинированной системой рециркуляции.
Наличие двух обособленных магистралей в конструкции для рециркуляции отработавших газов отличает данную систему от предыдущих вариантов. Одна магистраль — высокого давления, другая — низкого. Принцип работы комбинированной системы напоминает действие системы, применяемой в моторах, соответствующих требованиям Евро 5. В дополнение к этому осуществляется подвод газов из магистрали с высоким давлением, подключающаяся при переходе на определенные режимы работы двигателя.
Главная задача — это как можно эффективнее снизить уровень азотных оксидов в выхлопных газах.
Конструкцией комбинированной системы не предусмотрено охлаждениев радиаторе отработавших газов, которые находятся в магистрали высокого давления.
Неисправности в системах EGR и причины их появления
Самой распространенной причиной поломок в системе является возникновение нагара на деталях клапана ЕГР. Наиболее часто нагар образуется в гнезде или на поверхности пластины клапана. К образованиям вредных налетов приводят следующие причины:
- использование горючего низкого качества;
- разбалансированность работы системы питания дизеля;
- неполное сгорание воздушно-топливных смесей;
- сбои в системе вентиляции газов картерных.
Наличие нагаров приводит к ускоренному износу элементов турбокомпрессора ицилиндро-поршневой группы, закоксовке форсунок инжектора, сбоям в функционировании датчиков, передающих информацию в электронный блок управления (ЭБУ), что ведет к сбоям сигналов, управляющих работой клапана ЕГР. Засорение клапана ведет к некорректной работе и дальнейшему его заклиниванию.
Несвоевременное открытие и закрытие клапана особенно заметно при работе дизеля на холостых оборотах, при заклинивании теряется мощность, работа становится более грубой и шумной.У бензиновых двигателей заклинивание клапана EGRприводит к неустойчивой работе мотора вхолостую, а также к увеличению расхода горючего.
Чтобы выявить неисправности в системе рециркуляции необходимо визуально осмотреть трубопроводы, электрические разъемы в районе датчиков.
При углубленной диагностике производятся следующие операции:
- сканирование элементов системы;
- проверка на функциональность каждого привода и клапана ЕГР;
- проверка сопротивления проводов;
- управляющие сигналы проверяются при помощи осциллографа и мультиметра.
При сканировании может быть выявлено, что впускное давление не соответствует норме, а также расход воздуха повышен — это означает, что клапанEGR заклинивает.
При замене клапана необходимо предварительно произвести тщательную очистку подводящих магистральных трубок, разъемов, чтобы нагар, оставшийся после замены, не привел к новым неисправностям в системе рециркуляции отработавших газов.