Sistem za recirkulaciju izduvnih gasova

Sa sve većim zahtjevima ekoloških standarda, modernom automobilu postupno se dodaju dodatni sistemi koji mijenjaju režime rada motora sa unutrašnjim sagorijevanjem, prilagođavaju sastav smjese zrak-gorivo, neutrališu ugljikovodične spojeve sadržane u ispuhu itd.

Takvi uređaji uključuju katalizator, adsorber, AdBlue i drugi sistemi. O njima smo već detaljno govorili. Sada ćemo se fokusirati na još jedan sistem, koji je svaki vozač dužan nadgledati ispravnost. Ovo je recirkulacija izduvnih gasova. Razmotrimo kako izgleda crtež sistema, kako funkcionira, koje vrste postoje, kao i koje prednosti ima.

Šta je sistem za recirkulaciju gasa u automobilu

U tehničkoj literaturi i u opisu vozila ovaj sistem naziva se EGR. Dekodiranje ove kratice s engleskog doslovno znači "recirkulacija izduvnih gasova". Ako ne ulazite u detalje različitih modifikacija sistema, zapravo je riječ o recirkulacijskom ventilu koji je instaliran na cijevi koja povezuje usisni i ispušni razvodnik.

Ovaj sistem je instaliran na svim modernim motorima opremljenim elektroničkom kontrolnom jedinicom. Elektronika vam omogućava preciznije podešavanje različitih mehanizama i procesa u pogonskoj jedinici, kao i u sistemima čiji je rad usko povezan s radom motora sa unutrašnjim sagorijevanjem.

U određenom trenutku EGR poklopac se lagano otvara, zbog čega ispuh djelomično ulazi u usisni sistem motora (za više informacija o uređaju i principu njegovog rada pročitajte u drugoj recenziji). Kao rezultat, struja svježeg zraka djelomično se miješa s ispušnim plinovima. S tim u vezi postavlja se pitanje: zašto su vam potrebni ispušni plinovi u usisnom sistemu, ako je dovoljna količina kisika potrebna za efikasan rad motora? Ako u ispušnim plinovima postoji određena količina neizgorenog kisika, lambda sonda to može pokazati (detaljno je opisano ovdje). Pokušajmo se pozabaviti ovom naizgled kontradiktornošću.

Namjena sistema za recirkulaciju izduvnih gasova

Za nikoga nije tajna da kada gori i zrak komprimirani u cilindru sagorijevaju, ne oslobađa se samo pristojna energija. Ovaj proces prati oslobađanje velike količine otrovnih supstanci. Najopasniji od njih su dušični oksidi. Djelomično se protiv njih bori katalizator koji je ugrađen u ispušni sistem automobila (od kojih se elemenata sastoji i kako funkcionira, pročitajte odvojeno).

Druga mogućnost smanjenja sadržaja takvih supstanci u ispušnim plinovima je promjena sastava smjese zrak-gorivo. Na primjer, elektronička upravljačka jedinica povećava ili smanjuje količinu goriva ubrizganog u svježi dio zraka. To se naziva osiromašenje / obogaćivanje MTC-a.

S druge strane, što više kisika ulazi u cilindar, to je veća temperatura izgaranja smjese zrak / gorivo. Tokom ovog procesa, dušik se oslobađa iz kombinacije termičke razgradnje benzina ili dizel goriva i visokih temperatura. Ovaj hemijski element ulazi u oksidativnu reakciju s kisikom, koji nije imao vremena za sagorijevanje. Štaviše, brzina stvaranja ovih oksida izravno je povezana s temperaturom radnog medija.

Svrha sistema za recirkulaciju je upravo da smanji količinu kiseonika u svježem dijelu zraka. Zbog prisustva male količine ispušnih plinova u sastavu VTS-a, osigurava se lagano hlađenje procesa sagorijevanja u cilindrima. U ovom slučaju, energija samog procesa se ne mijenja, jer ista zapremina i dalje teče u cilindar, koji sadrži količinu kisika potrebnu za paljenje goriva.

Protok plina se konvencionalno smatra inertnim, jer je proizvod sagorijevanja HTS-a. Iz tog razloga sam po sebi više nije sposoban da gori. Ako se određena količina ispušnih plinova umiješa u svježi dio smjese zrak-gorivo, temperatura izgaranja će se malo smanjiti. Zbog toga će proces oksidacije azota biti manje aktivan. Istina, recirkulacija malo smanjuje snagu pogonske jedinice, ali automobil zadržava svoju dinamičnost. Ovaj nedostatak je toliko beznačajan da je gotovo nemoguće primijetiti razliku u običnom transportu. Razlog je taj što se taj proces ne događa u režimima snage motora s unutrašnjim sagorijevanjem, kada mu brzina raste. Radi samo pri niskim i srednjim okretajima (u benzinskim jedinicama) ili praznom hodu i malim okretajima (u slučaju dizel motora).

Dakle, svrha EGR sistema je smanjiti toksičnost ispušnih plinova. Zahvaljujući tome, automobil ima više šansi da se uklopi u okvir ekoloških standarda. Koristi se na bilo kojem modernom motoru sa unutrašnjim sagorijevanjem, bez obzira je li benzinski ili dizelski. Jedino se upozorenje odnosi na to što sistem nije kompatibilan s nekim jedinicama koje su opremljene turbopunjačima.

Opšti principi rada sistema za recirkulaciju izduvnih gasova

Iako danas postoji nekoliko vrsta sistema u kojima je ostvaren spoj ispušnog razvodnika na ulaz kroz pneumatski ventil, oni imaju zajednički princip rada.

Ventil se neće uvijek otvoriti. Kad se hladan motor pokrene, radi u praznom hodu, a također i kada postigne maksimalnu brzinu radilice, leptir za gas mora ostati zatvoren. U ostalim načinima rada sistem će raditi, a komora za sagorevanje svake grupe cilindra-klipa primat će malu količinu proizvoda sagorijevanja goriva.

Ako će uređaj raditi u praznom hodu motora ili u procesu postizanja radne temperature (o tome kakva bi trebala biti, pročitajte ovdje), jedinica će postati nestabilna. Maksimalna efikasnost EGR ventila postiže se samo kada motor radi pri približno prosečnim obrtajima u minuti. U drugim režimima koncentracija azotnih oksida je mnogo niža.

Kada se motor zagrijava, temperatura sagorijevanja u komorama nije toliko visoka da se stvara velika količina dušikovih oksida, a mala količina ispušnih plinova nije potrebna za povratak u cilindre. Isto se događa i pri malim brzinama. Kada motor postigne maksimalnu brzinu, trebao bi razviti maksimalnu snagu. Ako se ventil aktivira, on će samo ometati, stoga će u ovom načinu sustav biti u neaktivnom stanju.

Bez obzira na vrstu sistema, ključni element u njima je zaklopka koja blokira pristup ispušnih plinova usisnom sistemu. Budući da visoka temperatura struje plina zauzima veću zapreminu od ohlađenog analoga, izduvni gas treba hladiti kako se efikasnost sagorijevanja HTS-a ne bi smanjila. Za to postoji dodatni hladnjak ili međuhladnjak povezan sa sistemom hlađenja motora. Strujni krug u svakom modelu automobila može biti različit, ali imat će hladnjak koji stabilizira proces održavanja optimalne temperature za uređaj.

Što se tiče dizel motora, ventil u njima je otvoren na XX. Vakuum u usisnom sistemu uvlači ispušne plinove u cilindre. U ovom načinu rada motor prima oko 50 posto ispušnih plinova (u odnosu na svježi zrak). Kako se brzina povećava, pogon zaklopke postupno ga prebacuje u zatvoreni položaj. To u osnovi funkcionira dizel.

Ako govorimo o benzinskoj jedinici, tada je visoka koncentracija ispušnih plinova u usisnom kanalu prepuna lošeg rada motora s unutarnjim izgaranjem. Stoga je u ovom slučaju rad sustava nešto drugačiji. Ventil se otvara kad motor postigne srednju brzinu. Štoviše, sadržaj ispušnih plinova u svježem dijelu BTC-a ne bi trebao prelaziti 10 posto.

Vozač sazna za nepravilnu regeneraciju signalom Check Engine na kontrolnoj ploči. Evo glavnih kvarova koje takav sistem može imati:

• Polomio se senzor za otvaranje klapne. Obično se, osim pogrešne doze i žarulje koja svijetli na urednom, ništa kritično ne dogodi.
• Oštećenje ventila ili njegovog senzora. Glavni razlog takvog kvara je stalni kontakt s vrućim plinovima koji izlaze iz motora. Ovisno o vrsti sistema, kvar ovog elementa može biti praćen iscrpljivanjem ili obrnuto obogaćivanjem MTČ-a. Ako motori koriste kombinirani sustav opremljen senzorima kao što su MAF i MAP, tada se u praznom hodu smjesa pretjerano obogaćuje, a pri velikoj brzini radilice BTC je dramatično mršaviji.

Kada sistem otkaže, benzin ili dizel loše sagorevaju, zbog čega se, na primjer, javljaju prateći kvarovi, radni vijek katalizatora se naglo smanjuje. Tako u praksi izgleda ponašanje motora s neispravnim mehanizmom povratka ispušnih plinova.

Da bi se stabilizirao u praznom hodu, upravljačka jedinica prilagođava rad sistema za gorivo i paljenja (ako se radi o benzinskoj jedinici). Međutim, on se ne može nositi s tim zadatkom u privremenom režimu, jer otvaranje leptira uvelike povećava vakuum, a ispušni tlak naglo raste, zbog čega kroz otvoreni prigušnik teče više ispušnih plinova.

Kao rezultat, motor ne prima onu količinu kisika koja je potrebna za potpuno sagorijevanje goriva. Ovisno o stupnju kvara, automobil se može trzati, primijetiti prekidi paljenja, nestabilnost ili potpuno odsustvo XX, motor s unutrašnjim sagorijevanjem može loše upaliti itd.

Podmazivanje izmaglice prisutno je u usisnom razvodniku jedinice. Stalnim kontaktom s vrućim ispušnim plinovima, unutarnje površine razdjelnika, ventili, vanjska površina mlaznica i svjećica brzo će se prekriti naslagama ugljika. U nekim slučajevima može doći do paljenja goriva prije nego što BTC uđe u cilindar (ako naglo pritisnete papučicu gasa).

Što se tiče nestabilne brzine praznog hoda, u slučaju kvara Ugr ventila, on može ili potpuno nestati, ili se popeti do kritičnih granica. Ako je automobil opremljen automatskim mjenjačem, tada će automobilista u drugom slučaju uskoro morati potrošiti novac na popravak automatskog mjenjača. Budući da svaki proizvođač na svoj način provodi postupak recirkulacije ispušnih plinova, kvar ovog sistema je individualne prirode. Također, na posljedice ovoga izravno utječe tehničko stanje pogonske jedinice, sustava paljenja i sustava goriva.

Ako onemogućite sistem, dizel motor će teže raditi u praznom hodu. Neefikasna potrošnja goriva primijetit će se kod benzinskog motora. U nekim slučajevima se katalizator brže začepi zbog velike količine čađe koja se pojavljuje kao rezultat upotrebe pogrešne smeše vazduh-gorivo. Razlog je taj što je elektronika modernog automobila dizajnirana za ovaj sistem. Da biste spriječili da upravljačka jedinica izvrši izmjene i dopune recirkulacije, trebate je prepisati, kao kod podešavanja čipova (pročitajte o ovom postupku ovdje).

Tipovi sistema za recirkulaciju

U moderni automobil na agregat se može instalirati jedan od tri tipa EGR sistema:

1. U skladu sa Euro4 eko-standardom. Ovo je sistem visokog pritiska. Zaklopka se nalazi direktno između usisnog i ispušnog razvodnika. Na izlazu iz motora, mehanizam stoji ispred turbine. U ovom slučaju koristi se elektro-pneumatski ventil (prethodno je korišćen pneumatsko-mehanički analog). Djelovanje takve šeme je sljedeće. Throttle valve zatvoreno - motor radi u praznom hodu. Vakuum u usisnom kanalu je mali, pa je preklop zatvoren. Kada pritisnete papučicu gasa, vakuum u šupljini se povećava. Kao rezultat, stvara se povratni pritisak u usisnom sistemu, zbog čega se ventil potpuno otvara. Određena količina izduvnih gasova vraća se u cilindre. U ovom slučaju turbina neće raditi, jer je pritisak ispušnih plinova nizak i ne mogu vrtjeti njeno radno kolo. Pneumatski ventili se ne zatvaraju nakon otvaranja sve dok brzina motora ne padne na odgovarajuću vrijednost. U modernijim sistemima, dizajn recirkulacije uključuje dodatne ventile i senzore koji prilagođavaju postupak u skladu s režimima motora.
2. U skladu sa Euro5 eko-standardom. Ovaj sistem je pod niskim pritiskom. U ovom slučaju, dizajn je malo izmijenjen. Prigušivač se nalazi u području iza filtra za čestice (o tome zašto je potreban i kako funkcionira, pročitajte ovdje) u ispušnom sistemu, a u usisu - ispred turbopunjača. Prednost takve preinake je što ispušni plinovi imaju vremena da se malo ohlade, a zbog prolaska kroz filter očiste se od čađe i ostalih komponenata, zbog čega uređaj u prethodnom sustavu ima kraći radni vijek. Ovaj aranžman omogućava povratak ispušnih plinova i u režimu turbo punjenja, jer ispuh u potpunosti prolazi kroz radno kolo turbine i okreće ga prema gore. Zahvaljujući takvom uređaju, sistem ne smanjuje snagu motora (kako neki vozači kažu, ne „guši“ motor). U mnogim modernim modelima automobila regeneriraju se filter za čestice i katalizator. Zbog činjenice da su ventil i njegov senzor smješteni dalje od termički opterećene jedinice automobila, oni često ne otkažu nakon nekoliko takvih postupaka. Tijekom regeneracije ventil će biti zatvoren jer motoru treba dodatno gorivo i više kisika kako bi privremeno povisio temperaturu u DPF-u i u njemu sagorio čađu.
3. U skladu sa Euro6 eko-standardom. Ovo je kombinirani sistem. Njegov dizajn sastoji se od elemenata koji su dio gore opisanih uređaja. Budući da svaki od ovih sistema radi samo u svom režimu, usisni i ispušni sistem motora sa unutrašnjim sagorevanjem opremljeni su ventilima oba tipa recirkulacionih mehanizama. Kada je tlak u usisnom razvodniku nizak, aktivira se stupanj tipičan za indikator Euro5 (nizak pritisak), a kada se opterećenje povećava, stupanj se aktivira, koji se koristi u automobilima koji udovoljavaju Euro4 (visoki pritisak) eko standard.

Tako rade sistemi koji pripadaju tipu vanjske recirkulacije (proces se odvija izvan pogonske jedinice). Pored toga, postoji tip koji osigurava unutarnju opskrbu ispušnim plinovima. Može odraditi dio ispušnih plinova kao da ulazi u usisni razvodnik. Samo se ovaj postupak osigurava laganim okretanjem bregastih osovina. Za to je u mehanizam za distribuciju plina dodatno ugrađen fazni mjenjač. Ovaj element, u određenom režimu rada motora sa unutrašnjim sagorijevanjem, malo mijenja razvod ventila (što je to i kakvu vrijednost imaju za motor, opisano je odvojeno).

U tom se slučaju oba ventila cilindra otvaraju u određenom trenutku. Koncentracija ispušnih plinova u svježem BTC dijelu ovisi o tome koliko dugo su ti ventili otvoreni. Tijekom ovog postupka, otvor se otvara prije nego što klip dosegne gornju mrtvu točku, a izlaz se zatvori neposredno prije TDC-a klipa. Zbog ovog kratkog perioda, mala količina ispušnih plinova ulijeva se u usisni sistem, a zatim se usisava u cilindar dok se klip kreće prema BDC.

Prednost ove modifikacije je ravnomjernija raspodjela ispušnih plinova u cilindrima, kao i brzina sistema koja je mnogo veća nego u slučaju vanjske recirkulacije.

Savremeni recirkulacijski sistemi uključuju dodatni radijator čiji izmjenjivač topline omogućuje brzo hlađenje ispušnih plinova prije nego što uđe u usisni kanal. Nemoguće je odrediti tačnu konfiguraciju takvog sistema, jer proizvođači automobila implementiraju ovaj postupak prema različitim shemama, a dodatni upravljački elementi mogu se nalaziti u uređaju.

Ventili za recirkulaciju plina

Odvojeno, treba spomenuti sorte EGR ventila. Oni se međusobno razlikuju u načinu na koji se njima upravlja. Prema ovoj klasifikaciji, svi mehanizmi su podijeljeni na:

• Pneumatski ventili. Ova vrsta uređaja se više rijetko koristi. Imaju princip vakuuma. Zaklopka se otvara vakuumom koji nastaje u usisnom kanalu.
• Elektro-pneumatski. Elektroventil kojim upravlja ECU povezan je na pneumatski ventil u takvom sistemu. Elektronika ugrađenog sistema analizira načine rada motora i u skladu s tim podešava rad prigušivača. Elektronska upravljačka jedinica prima signale od senzora za temperaturu i pritisak zraka, temperaturu rashladne tečnosti itd. i, ovisno o primljenim podacima, aktivira električni pogon uređaja. Posebnost takvih ventila je da je zaklopka u njima ili otvorena ili zatvorena. Vakuum u usisnom sistemu može stvoriti dodatna vakuum pumpa.
• Elektronski. Ovo je najnoviji razvoj mehanizama. Elektromagnetski ventili rade direktno iz signala iz ECU-a. Prednost ove modifikacije je njihov nesmetan rad. To se postiže kroz tri položaja prigušivača. To omogućava sistemu da automatski podešava dozu izduvnih gasova u skladu s režimom motora s unutarnjim sagorijevanjem. Sistem ne koristi vakuum u usisnom kanalu za upravljanje ventilom.

Prednosti sistema recirkulacije

Suprotno uvriježenom mišljenju da ekološki prihvatljiv sistem vozila nije koristan za pogonski sklop, recirkulacija izduvnih plinova ima neke prednosti. Nekome možda nije jasno zašto instalirati sistem koji smanjuje snagu motora sa unutrašnjim sagorevanjem, ako se mogu koristiti dodatni neutralizatori (ali u ovom slučaju, ispušni sistem će doslovno biti "zlatni", budući da se plemeniti metali koriste za neutralizaciju toksičnih supstanci) . Iz tog razloga su vlasnici takvih mašina ponekad postavljeni da onemoguće sistem. Uprkos naizgled nedostacima, recirkulacija ispušnih plinova čak je donekle korisna za pogonsku jedinicu.

Evo nekoliko razloga za ovaj postupak:

1. U benzinskom motoru, zbog niskog oktanskog broja (o tome što je to i kakvu ulogu ovaj parametar utječe na motor s unutrašnjim izgaranjem, pročitajte odvojeno) često dolazi do detonacije goriva. Prisutnost ove neispravnosti naznačit će istoimeni senzor koji je detaljno opisan ovdje... Prisustvo sistema za recirkulaciju uklanja ovaj negativni efekat. Uprkos naizglednoj kontradikciji, prisustvo egr ventila, naprotiv, omogućava povećanje snage jedinice, na primjer, ako za ranije paljenje postavite drugačije vrijeme paljenja.
2. Sljedeći plus odnosi se i na benzinske motore. U gasu takvih ICE-a često postoji veliki pad pritiska, zbog čega dolazi do malog gubitka snage. Operacija recirkulacije omogućava i smanjenje ovog efekta.
3. Što se tiče dizel motora, u XX režimu sistem pruža mekši rad motora sa unutrašnjim sagorevanjem.
4. Ako automobil prolazi kontrolu okoliša (na primjer, prilikom prelaska granice sa zemljama EU, ovaj postupak je obavezan), tada prisustvo recikliranja povećava šanse za polaganje ove provjere i dobivanje propusnice.

U većini automatskih modela sistem za recirkulaciju nije tako lako isključiti, a da bi motor mogao stabilno raditi bez njega, potrebno je izvršiti dodatna podešavanja elektroničke upravljačke jedinice. Instaliranje drugog softvera spriječit će ECU da odgovori na nedostatak signala iz EGR senzora. Ali takvih tvorničkih programa nema, pa mijenjajući postavke elektronike, vlasnik automobila djeluje na vlastitu opasnost i rizik.

Za kraj, nudimo kratki animirani video o tome kako recirkulacija djeluje u motoru:

Jednostavno objašnjenje recirkulacije ispušnih plinova (EGR)

Pitanja i odgovori:

Kako provjeriti EGR ventil? Kontakti ventila su pod naponom. Trebalo bi da se čuje klik. Ostali postupci ovise o mjestu instalacije. U osnovi, potrebno je lagano pritisnuti vakuumsku membranu dok motor radi.

Čemu služi EGR ventil? Ovo je element neophodan za smanjenje sadržaja štetnih materija u izduvnim gasovima (neki gasovi se usmeravaju u usisnu granu) i za povećanje performansi jedinice.

Gdje se nalazi EGR ventil? Zavisi od dizajna motora. Morate ga potražiti u području usisne grane (na samom razdjelniku ili na cjevovodu koji povezuje usis sa motorom).

Kako radi izduvni ventil? Kada se gas više otvori, zbog razlike pritisaka u usisnom i izduvnom kolektoru, deo izduvnih gasova se usisava u usisni sistem motora sa unutrašnjim sagorevanjem preko EGR ventila.