Система за рециркулация на отработени газове

С нарастващите изисквания на екологичните стандарти към модерния автомобил постепенно се добавят допълнителни системи, които променят режимите на работа на двигателя с вътрешно горене, регулират състава на въздушно-горивната смес, неутрализират въглеводородните съединения, съдържащи се в отработените газове и т.н.

Такива устройства включват каталитичен конвертор, адсорбер, AdBlue и други системи. Вече говорихме за тях подробно. Сега ще се съсредоточим върху още една система, на която всеки шофьор е длъжен да следи за изправността. Това е рециркулация на отработени газове. Нека да разгледаме как изглежда чертежът на системата, как работи, какви видове има, както и какви предимства има тя.

Какво представлява системата за рециркулация на газ в автомобила

В техническата литература и в описанието на автомобила тази система се нарича EGR. Декодирането на това съкращение от английски буквално означава „рециркулация на отработените газове“. Ако не навлизате в детайлите на различните модификации на системите, всъщност това е рециркулационен клапан, който е инсталиран на тръбата, свързваща всмукателните и изпускателните колектори.

Тази система е инсталирана на всички съвременни двигатели, оборудвани с електронен блок за управление. Електрониката ви позволява по-точно да регулирате различни механизми и процеси в силовия агрегат, както и в системи, чиято работа е тясно свързана с работата на двигателя с вътрешно горене.

В определен момент EGR клапата се отваря леко, поради което отработените газове частично влизат в системата за всмукване на двигателя (за повече информация относно устройството и принципа на неговото действие прочетете в друго ревю). В резултат на това потокът чист въздух се смесва частично с отработените газове. В тази връзка възниква въпросът: защо се нуждаем от отработени газове във всмукателната система, ако е необходимо достатъчно кислород за ефективната работа на двигателя? Ако в отработените газове има определено количество неизгорен кислород, ламбда сондата може да покаже това (подробно е описано тук). Нека се опитаме да се справим с това привидно противоречие.

Предназначение на системата за рециркулация на отработените газове

За никого не е тайна, че когато горивото и въздухът, компресирани в цилиндъра, изгорят, се отделя не само прилична енергия. Този процес е придружен от отделянето на голямо количество токсични вещества. Най-опасните от тях са азотните оксиди. Частично те се борят с каталитичен преобразувател, който е инсталиран в изпускателната система на автомобил (от какви елементи се състои тази система и как функционира, прочетете отделно).

Друга възможност за намаляване на съдържанието на такива вещества в отработените газове е да се промени съставът на въздушно-горивната смес. Например, електронният блок за управление увеличава или намалява количеството впръскано гориво в чистата част на въздуха. Това се нарича обедняване / обогатяване на MTC.

От друга страна, колкото повече кислород навлиза в цилиндъра, толкова по-висока е температурата на горене на сместа въздух / гориво. По време на този процес азотът се отделя от комбинацията от термично разлагане на бензин или дизелово гориво и високи температури. Този химичен елемент влиза в окислителна реакция с кислород, който не е имал време да изгори. Освен това скоростта на образуване на тези оксиди е пряко свързана с температурата на работната среда.

Целта на системата за рециркулация е именно да намали количеството кислород в прясната част на въздуха. Поради наличието на малко количество отработени газове в състава на VTS се осигурява леко охлаждане на процеса на горене в цилиндрите. В този случай енергията на самия процес не се променя, тъй като същият обем продължава да навлиза в цилиндъра, който съдържа количеството кислород, необходимо за запалване на горивото.

Обикновено газовият поток се счита за инертен, тъй като е продукт от изгарянето на HTS. Поради тази причина той сам по себе си вече не е способен да гори. Ако определено количество отработени газове се смеси в прясна част от въздушно-горивната смес, температурата на горене леко ще намалее. Поради това процесът на азотно окисляване ще бъде по-малко активен. Вярно е, че рециркулацията леко намалява мощността на силовия агрегат, но колата запазва динамиката си. Този недостатък е толкова незначителен, че е почти невъзможно да се забележи разликата в обикновения транспорт. Причината е, че този процес не се случва при режимите на мощност на двигателя с вътрешно горене, когато скоростта му се повиши. Работи само при ниски и средни обороти (при бензинови агрегати) или на празен ход и при ниски обороти (в случай на дизелови двигатели).

И така, целта на EGR системата е да намали токсичността на отработените газове. Благодарение на това автомобилът има повече шансове да се впише в рамката на екологичните стандарти. Използва се при всеки съвременен двигател с вътрешно горене, независимо дали е бензинов или дизелов. Единственото предупреждение е, че системата не е съвместима с някои агрегати, които са оборудвани с турбокомпресори.

Общи принципи на работа на системата за рециркулация на отработените газове

Въпреки че днес има няколко вида системи, при които се осъществява свързването на изпускателния колектор към входа чрез пневматичен клапан, те имат общ принцип на действие.

Клапанът не винаги ще се отваря. Когато студен двигател стартира, работи на празен ход, а също и когато достигне максимална скорост на коляновия вал, дроселът трябва да остане затворен. В други режими системата ще работи и горивната камера на всяка група цилиндър-бутало ще получи малко количество продукти от горенето на гориво.

Ако устройството ще работи на празен ход на двигателя или в процес на достигане на работната му температура (за това каква трябва да бъде, прочетете тук), устройството ще стане нестабилно. Максималната ефективност на EGR клапана се постига само когато двигателят работи при близки до средните обороти в минута. При други режими концентрацията на азотни оксиди е много по-ниска.

Когато двигателят се загрява, температурата на горене в камерите не е толкова висока, че да се образува голямо количество азотни оксиди и не е необходимо малко количество отработени газове за връщане в цилиндрите. Същото се случва и при ниски скорости. Когато двигателят достигне максимална скорост, той трябва да развие максимална мощност. Ако клапанът се задейства, той само ще пречи, следователно в този режим системата ще бъде в неактивно състояние.

Независимо от вида на системите, ключовият елемент в тях е капак, който блокира достъпа на отработени газове до всмукателната система. Тъй като високата температура на газовия поток заема повече обем от охладения аналог, отработените газове трябва да се охладят, така че ефективността на изгаряне на HTS да не намалява. За това има допълнителен охладител или междинен охладител, свързан със системата за охлаждане на двигателя. Веригата във всеки модел автомобил може да е различна, но тя ще има радиатор, който стабилизира процеса на поддържане на оптималната температура за устройството.

Що се отнася до дизеловите двигатели, клапанът в тях е отворен на XX. Вакуумът във всмукателната система изтегля отработените газове в цилиндрите. В този режим двигателят получава около 50% от отработените газове (по отношение на чистия въздух). С увеличаване на скоростта задвижващият механизъм на амортисьора постепенно го премества в затворено положение. По принцип така работи дизелът.

Ако говорим за бензинов агрегат, тогава високата концентрация на отработени газове във всмукателния канал е изпълнена с лоша работа на двигателя с вътрешно горене. Следователно в този случай работата на системата е малко по-различна. Клапанът се отваря, когато двигателят достигне средна скорост. Освен това съдържанието на отработени газове в прясна порция BTC не трябва да надвишава 10 процента.

Водачът научава за неправилна регенерация от сигнала Check Engine на таблото. Ето основните разбивки, които може да има такава система:

• Сензорът за отваряне на капака е счупен. Обикновено, освен неправилна дозировка и крушка, която свети на подреденото, не се случва нищо критично.
• Повреда на клапана или неговия сензор. Основната причина за тази неизправност е постоянният контакт с горещи газове, излизащи от двигателя. В зависимост от вида на системата, разбивката на този елемент може да бъде придружена от изчерпване или обратно обогатяване на MTC. Ако двигателите използват комбинирана система, снабдена със сензори като MAF и MAP, тогава на празен ход сместа се обогатява прекомерно и при висока скорост на коляновия вал BTC е драстично по-слаб.

Когато системата се повреди, бензинът или дизелът изгарят слабо, поради което се появяват придружаващи неизправности, например, експлоатационният живот на катализатора се намалява рязко. Ето как изглежда поведението на двигателя на практика с повреден механизъм за връщане на отработените газове.

За да стабилизира празен ход, блокът за управление регулира работата на горивната система и запалването (ако е бензинов агрегат). Той обаче не може да се справи с тази задача в преходен режим, тъй като отварянето на дросела значително увеличава вакуума и налягането на изгорелите газове се повишава рязко, поради което през отворения амортисьор протича повече отработени газове.

В резултат на това двигателят не получава количеството кислород, което е необходимо за пълно изгаряне на горивото. В зависимост от степента на повреда автомобилът може да се дръпне, да прекъсне запалването, нестабилност или пълно отсъствие на XX, двигателят с вътрешно горене може да започне лошо и т.н.

Смазването с мъгла присъства във всмукателния колектор на блока. С постоянния си контакт с горещи отработени газове вътрешните повърхности на колектора, клапаните, външната повърхност на инжекторите и свещите бързо ще се покрият с въглеродни отлагания. В някои случаи може да възникне запалване на гориво, преди BTC да влезе в цилиндъра (ако натиснете рязко педала на газта).

Що се отнася до нестабилната скорост на празен ход, в случай на повреда на Ugr клапан, той може или напълно да изчезне, или да се повиши до критични граници. Ако колата е оборудвана с автоматична скоростна кутия, тогава във втория случай шофьорът скоро ще трябва да похарчи пари за ремонт на автоматичната скоростна кутия. Тъй като всеки производител прилага процеса на рециркулация на отработените газове по свой начин, неизправността на тази система е индивидуална по своя характер. Също така, последиците от това са пряко повлияни от техническото състояние на силовия агрегат, системата за запалване и горивната система.

Деактивирането на системата ще накара дизеловия двигател да работи по-усилено на празен ход. Неефективен разход на гориво ще се наблюдава при бензинов двигател. В някои случаи катализаторът се запушва по-бързо поради голямото количество сажди, които се появяват в резултат на използването на неправилна въздушно-горивна смес. Причината е, че електрониката на съвременния автомобил е предназначена за тази система. За да попречите на контролния блок да направи изменение за рециркулацията, трябва да го пренапишете, както при чип тунинга (прочетете за тази процедура тук).

Типове рециркулационни системи

В съвременен автомобил на силовия агрегат може да се инсталира един от трите типа EGR системи:

1. В съответствие с екостандарта Euro4. Това е система с високо налягане. Клапата е разположена директно между всмукателния и изпускателния колектори. На изхода от двигателя механизмът стои пред турбината. В този случай се използва електропневматичен клапан (преди това се използва пневматично-механичен аналог). Действието на такава схема е следното. пеперуда затворен - двигателят работи на празен ход. Вакуумът в смукателния канал е малък, така че клапата е затворена. Когато натиснете ускорителя, вакуумът в кухината се увеличава. В резултат се създава обратно налягане във всмукателната система, поради което клапанът се отваря напълно. В цилиндрите се връща определено количество отработени газове. В този случай турбината няма да работи, тъй като налягането на отработените газове е ниско и те не могат да въртят работното си колело. Пневматичните клапани не се затварят след отваряне, докато скоростта на двигателя не падне до подходящата стойност. В по-модерните системи дизайнът на рециркулацията включва допълнителни клапани и сензори, които регулират процеса в съответствие с режимите на двигателя.
2. В съответствие с екостандарта Euro5. Тази система е с ниско налягане. В този случай дизайнът е леко модифициран. Клапата се намира в зоната зад филтъра за твърди частици (за това защо е необходим и как работи, прочетете тук) в изпускателната система, а във всмукателната - пред турбокомпресора. Предимството на тази модификация е, че отработените газове имат време да се охладят малко и поради преминаването им през филтъра се изчистват от сажди и други компоненти, поради което устройството в предишната система има по-кратък живот . Това устройство осигурява връщане на отработените газове и в режим на турбо, тъй като отработените газове преминават изцяло през работното колело на турбината и го завъртат нагоре. Благодарение на такова устройство системата не намалява мощността на двигателя (както казват някои шофьори, тя не "задушава" двигателя). В много съвременни модели автомобили филтърът за частици и катализаторът се регенерират. Поради факта, че клапанът и неговият сензор са разположени по-далеч от термично натоварения агрегат на автомобила, те често не се провалят след няколко такива процедури. По време на регенерацията клапанът ще бъде затворен, тъй като двигателят се нуждае от допълнително гориво и повече кислород, за да повиши временно температурата в DPF и да изгори саждите в него.
3. В съответствие с еко-стандарта Euro6. Това е комбинирана система. Дизайнът му се състои от елементи, които са част от устройствата, описани по-горе. Тъй като всяка от тези системи работи само в собствен режим, всмукателната тръба от изпускателната система на двигателя с вътрешно горене е оборудвана с клапани от двата вида рециркулационни механизми. Когато налягането във всмукателния колектор е ниско, се задейства етап, типичен за индикатора Euro5 (ниско налягане), а когато се увеличава натоварването, се активира стъпалото, което се използва в автомобили, които отговарят на еко 4 (високо налягане) eco стандартен.

Ето как работят системите, които принадлежат към вида на външната рециркулация (процесът се извършва извън захранващия блок). В допълнение към него има тип, който осигурява вътрешно подаване на отработени газове. Той може да отработи част от отработените газове, сякаш влиза в смукателния колектор. Само този процес се осигурява чрез леко завъртане на разпределителните валове. За това в газоразпределителния механизъм е допълнително монтиран фазов превключвател. Този елемент, в определен режим на работа на двигателя с вътрешно горене, леко променя времето на клапаните (какво е и каква стойност имат за двигателя, е описано отделно).

В този случай и двата клапана на цилиндъра се отварят в определен момент. Концентрацията на отработени газове в пресната част на BTC зависи от това колко дълго са отворени тези клапани. По време на тази процедура входът се отваря преди буталото да достигне горната мъртва точка и изходът се затваря точно преди TDC на буталото. Поради този кратък период, малко количество отработени газове се влива във всмукателната система и след това се засмуква в цилиндъра, докато буталото се движи към BDC.

Предимството на тази модификация е по-равномерното разпределение на отработените газове в цилиндрите, както и скоростта на системата е много по-висока, отколкото в случай на външна рециркулация.

Съвременните рециркулационни системи включват допълнителен радиатор, чийто топлообменник позволява бързото охлаждане на отработените газове, преди да влезе в смукателния канал. Невъзможно е да се определи точната конфигурация на такава система, тъй като производителите на автомобили изпълняват този процес съгласно различни схеми и в устройството могат да бъдат разположени допълнителни елементи за управление.

Клапани за рециркулация на газ

Отделно трябва да се споменат разновидностите на EGR клапаните. Те се различават помежду си по начина, по който се управляват. Според тази класификация всички механизми са разделени на:

• Пневматични клапани. Този тип устройства вече рядко се използват. Те имат вакуумен принцип на работа. Клапанът се отваря от вакуума, генериран във всмукателния канал.
• Електро-пневматични. Електроклапан, управляван от ECU, е свързан към пневматичния клапан в такава система. Електрониката на бордовата система анализира режимите на двигателя и съответно регулира работата на амортисьора. Електронният блок за управление получава сигнали от сензори за температура и въздушно налягане, температура на охлаждащата течност и др. и в зависимост от получените данни активира електрическото задвижване на устройството. Особеността на такива клапани е, че амортисьорът в тях е или отворен, или затворен. Вакуумът във всмукателната система може да се създаде от допълнителна вакуумна помпа.
• Електронен. Това е най-новото развитие на механизмите. Соленоидните клапани работят директно от сигналите от ECU. Предимството на тази модификация е безпроблемната им работа. Осигурява се от три позиции на амортисьора. Това позволява на системата автоматично да регулира дозата на отработените газове в съответствие с режима на двигателя с вътрешно горене. Системата не използва вакуум във всмукателния канал за управление на клапана.

Ползи от системата за рециркулация

Противно на общоприетото схващане, че екологичната система на превозното средство не е от полза за задвижването, рециркулацията на отработени газове има някои предимства. Някой може да не разбере защо да инсталира система, която намалява мощността на двигателя с вътрешно горене, ако могат да се използват допълнителни неутрализатори (но в този случай изпускателната система буквално ще бъде „златна“, тъй като благородните метали се използват за неутрализиране на токсични вещества) . Поради тази причина собствениците на такива машини понякога са настроени да деактивират системата. Въпреки привидните недостатъци, рециркулацията на отработени газове е дори донякъде полезна за силовия агрегат.

Ето няколко причини за този процес:

1. В бензинов двигател, поради ниското октаново число (за това какво е и каква роля влияе този параметър върху двигателя с вътрешно горене, прочетете отделно) често възниква детонация на гориво. Наличието на тази неизправност ще бъде индикирано от едноименния сензор, който е подробно описан тук... Наличието на система за рециркулация елиминира този негативен ефект. Въпреки привидното противоречие, наличието на клапан egr, напротив, дава възможност да се увеличи мощността на устройството, например, ако зададете различен момент на запалване за по-ранно запалване.
2. Следващият плюс се отнася и за бензиновите двигатели. В дросела на такива ICE често има голям спад на налягането, поради което има малка загуба на мощност. Действието на рециркулация дава възможност да се намали и този ефект.
3. Що се отнася до дизеловите двигатели, в режим XX системата осигурява по-мека работа на двигателя с вътрешно горене.
4. Ако автомобилът преминава екологичен контрол (например при преминаване на границата със страните от ЕС тази процедура е задължителна), тогава наличието на рециклиране увеличава шансовете за преминаване на тази проверка и получаване на пропуск.

В повечето модели автомобили системата за рециркулация не е толкова лесна за изключване и за да може двигателят да работи стабилно без нея, ще трябва да се направят допълнителни настройки на електронния блок за управление. Инсталирането на друг софтуер ще попречи на ECU да реагира на липсата на сигнали от EGR сензорите. Но няма такива фабрични програми, така че променяйки настройките на електрониката, собственикът на автомобила действа на свой собствен риск и риск.

В заключение предлагаме кратко анимирано видео за това как работи рециркулацията в двигателя:

Просто обяснение на рециркулацията на отработени газове (EGR)

Въпроси и отговори:

Как да проверя EGR клапана? Контактите на клапана са под напрежение. Трябва да се чуе щракване. Други процедури зависят от мястото на монтаж. По принцип се изисква леко натискане на вакуумната мембрана, докато двигателят работи.

За какво служи EGR клапан? Това е елемент, необходим за намаляване на съдържанието на вредни вещества в отработените газове (част от газовете се насочват към всмукателния колектор) и за повишаване на производителността на агрегата.

Къде се намира EGR клапана? Зависи от дизайна на двигателя. Трябва да го потърсите в областта на всмукателния колектор (на самия колектор или на тръбопровода, който свързва всмукателния колектор с двигателя).

Как работи изпускателният клапан? При по-голямо отваряне на дросела, поради разликата в налягането във всмукателния и изпускателния колектор, част от отработените газове се засмуква във всмукателната система на двигателя с вътрешно горене през EGR клапана.