Рециркуляция выхлопных газов
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Рециркуляция выхлопных газов

PUNISHER31 › Блог › Что такое EGR? Рециркуляция отработавших газов.

Рециркуляция отработавших газов (EGR — Exhaust Gas Recirculation) повышает эффективность работы двигателя, уменьшает расход топлива, снижает “жесткую” работу дизельного двигателя и детонацию в бензиновом двигателе. Система известна давно. В частности, она применялась на отечественных автомобилях, например на “Ниве” ВАЗ-21213. К сожалению, в ее устройстве мало кто разбирался. Рециркуляцию при первой же возможности “нейтрализовывали”, ухудшая эксплуатационные параметры автомобиля.

• Для чего нужна рециркуляция?

Когда температура в камере сгорания становится очень высокой, кислород и азот в поданном в цилиндры воздухе начинают взаимодействовать друг с другом и образуют окиси азота. В бензиновом двигателе кислород нужен для сжигания топлива, а теперь его нет в достаточном количестве, так как азот “украл” его. В результате из-за неполного сгорания топлива двигатель теряет часть мощности, выбрасывая NOx и в избытке CO и HC в атмосферу. О топливной экономичности говорить не приходится.

• Что делает клапан EGR?

лапан EGR, являющийся основой всей системы, позволяет части сгоревших отработавших газов вернуться обратно во впускной коллектор и смешаться со свежим зарядом воздуха. Кислород повышает температуру горения (вспомните, например, оборудование для кислородно-ацетиленовой сварки), таким образом, за счет введения отработавших газов (т.е. искусственного уменьшения содержания кислорода в составе горючей смеси) происходит снижение температуры сгорания. Это приводит к снижению количества кислорода, взаимодействующего с азотом, таким образом, снизится количество NOx.

Рециркуляция ОГ имеет и другие преимущества. В бензиновых двигателях она снижает насосные потери за счет снижения перепада давления на дроссельной заслонке. Более низкие температуры сгорания предотвращают детонацию, поэтому может быть установлен более ранний момент зажигания, что обеспечит повышение крутящего момента. В дизельных двигателях она снижает “жесткую” работу двигателя на холостом ходу, так как пониженное содержание кислорода понижает давление сгорания.

• Стратегия клапана EGR

Она различна в зависимости от типа двигателя. В дизельных двигателях клапан EGR открывается на холостом ходу и обеспечивает до 50% впуска воздуха. Поскольку нагрузка двигателя увеличивается, количество EGR снижается до того уровня, при котором при полной нагрузке клапан EGR закрывается. Он также закрывается во время прогрева и на большой высоте над уровнем моря.

В бензиновых двигателях клапан EGR закрывается на холостом ходу и при полном крутящем моменте, обеспечивая только 5-10% впуска воздуха при низкой-средней нагрузке.

• Регулирование клапана EGR

Большинство систем имеют замкнутый контур, а это требует определенной обратной связи. Некоторые клапаны EGR регулируются электрическим способом и оснащены датчиком положения, который передает сигнал в электронный блок управления (ECM). Другие системы регулируются электропневматически, и обратная связь обеспечивается за счет регулирования датчика массового расхода воздуха, датчика абсолютного давления во впускном коллекторе (MAP) или датчика температуры впускного воздуха.

• Что идет не так?

Самая распространенная проблема связана с отложениями углерода на пластине или гнезде клапана. Как правило, это вызвано впуском загрязненной смеси, что говорит о закупорке вентиляционной системы картера двигателя; износе цилиндров или поршневых колец двигателя; неисправности зарядного турбоагрегата (поворотной лопатки турбины); высоком уровне моторного масла; неэффективном сгорании, при котором остатки нагара циркулируют через клапан EGR; износе форсунок, снижающем точность впрыска топлива; прочих проблемах, связанных с неисправностями расходомера воздуха, вакуумного насоса, трубопроводов и соединений. Неисправности могут возникать по отдельности, либо в любых комбинациях друг с другом.

Если клапан EGR засорен, то при открытии и закрытии его будет заклинивать, либо он будет медленно реагировать.

Если клапан заклинивает при открытии, то это приведет к неэффективной работе бензинового двигателя на холостом ходу, снижению мощности дизельного двигателя и образованию черного дыма на старых системах без расходомера воздуха.

Если клапан заклинивает при закрытии, то это приведет к очень “жесткой” работе дизельного двигателя и неэффективному расходу топлива в бензиновых двигателях. Если клапан медленно реагирует, то проблемы становятся менее очевидными, что приводит к неисправностям, связанным с работой двигателя на холостом ходу и управляемостью автомобиля в целом.

В некоторых случаях загорится лампа неисправности (MIL), что указывает на неисправность катализатора.

Всегда визуально проводите осмотр состояния трубок, электрических разъемов и компонентов. Вакуумный насос поможет вам привести в действие клапаны EGR, которые регулируются пневматически.

Ваше оборудование для сканирования даст вам все необходимые данные, позволит провести испытания привода, а также выведет на дисплей оперативные (рабочие) данные.

Отклонения в давлении впускного коллектора и расходе воздуха говорят о медленной реакции, а также о том, что при открытии и закрытии клапаны EGR заклинивают. Однако для окончательных выводов необходимо провести дорожное испытание.

Проверьте сопротивление напряжения и сигналов управления с помощью мультиметра и осциллографа.

При замене клапана EGR не забудьте прочистить все примыкающие трубки. Если клапан покрыт остатками нагара, то нагар забьет все трубки и разъемы.

В противном случае можно получить отказ в гарантийной замене клапана.

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:

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

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

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.

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.

Читать еще:  Как регулировать редуктор гбо 4 поколения

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:

  1. Понижение мощности двигателя при нестабильности холостого хода, поток черного дыма при нажатии на акселератор на дизелях, повышение расхода топлива означает, что забит клапан ЕГР.
  2. Уменьшение приемистости автомобиля при нажатии на газ и понижение мощности говорит о том, что клапан ERG заклинил в открытом положении.
  3. 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:

  1. Использование неочищенного топлива низкого качества. Нагар, который образуетcя от некачественного топлива портит клапан ERG уже через 20 тыс. км пробега.
  2. Неправильно настроенная система зажигания тоже образует излишний нагар с теми же последствиями.
  3. Попадание масла в выхлопные газы из-за износа поршневой, маслосъемных колпачков, других проблем с двигателем.
  4. Неисправности в электронике, сбой в работе ЭБУ.
  5. Превышение допустимого уровня масла в двигателе или износ топливных форсунок.
  6. 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.

Система рециркуляции выхлопных газов

В современных автомобилях большое внимание уделяется вопросам экологической безопасности, и даже в недорогом авто есть несколько систем, понижающих токсичность выхлопных газов. Одна из них — система рециркуляции выхлопных газов, которая успешно применяется уже сорок лет. Именно этой системе мы посвятили очередную статью.

Назначение системы рециркуляции выхлопных газов

При сгорании топлива в цилиндрах двигателя образуется множество токсичных веществ, наибольшую опасность из которых представляют разнообразные оксиды азота. Один из способов снижения количества этих веществ — установка в выпускной системе двигателя каталитического нейтрализатора. Однако есть и еще один путь снизить выбросы в атмосферу оксидов азота — изменить режим горения топливно-воздушной смеси в камере сгорания.

Оксиды азота образуются в камере сгорания вследствие реакции азота и кислорода воздуха при высокой температуре, и чем выше температура, тем активнее идет окисление азота. Поэтому самый простой путь решения проблемы — несколько снизить температуру сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндрах. Достигается эта цель с помощью рециркуляции выхлопных газов, то есть — возврата некоторого количества отработанных газов в цилиндры вместе с новой порцией горючей смеси.

Газы, составляющие выхлоп двигателя, считаются условно инертными, так как являются продуктами горения, и сами уже не горят. Поэтому их подмешивание к топливно-воздушной смеси снижает максимальную температуру ее сгорания, а это, в свою очередь, снижает активность образования оксидов азота. Такое решение приводит к некоторому снижению мощности двигателя, но оно незначительное и на современных моторах практически не сказывается.

Таким образом, система рециркуляции выхлопных газов (EGR — Exhaust Gas Recirculation) снижает токсичность выхлопа двигателя, значительно повышая его экологичность. Система рециркуляции успешно работает на бензиновых и дизельных двигателях и не применяется только на двигателях, оборудованных турбокомпрессором.

Преимущества системы рециркуляции

Необходимо несколько слов сказать о тех преимуществах, которые дает система рециркуляции. Многие водители не любят и не понимают эту систему, а некоторые даже стараются отключить ее (что на «классических» образцах отечественного автопрома сделать несложно), и их мотив понятен: рециркуляция снижает мощность двигателя, а это, по мнению незнающих людей, плохо.

На самом деле система рециркуляции имеет массу достоинств и оказывает на двигатель весьма благотворное влияние. В частности, рециркуляция на дизеле делает работу мотора на холостых оборотах более мягкой, а в бензиновых моторах значительно снижает вероятность детонации — это позволяет выставить более ранний момент зажигания и повысить мощность. Также система рециркуляции в бензиновых моторах дает возможность снизить так называемые насосные потери — снижение мощности из-за значительного перепада давления на дроссельной заслонке. Поэтому система рециркуляции, вопреки распространенному мнению, только улучшает работу двигателя.

Читать еще:  Смещение датчиком холла
  1. Дроссельная заслонка (только на бензиновых двигателях)
  2. Клапан рециркуляции отработавших газов
  3. Поступающие по системе рециркуляции отработавшие газы
  4. Воздух или топливо-воздушная смесь
  5. Впускной клапан

A — Поток воздуха
B — Поток отработавших газов

Типы систем рециркуляции

На автомобили устанавливается две принципиально разные системы рециркуляции отработанных газов, имеющих различное устройство и принцип действия:

– Пневмомеханические EGR (классическая система, созданная еще в 1970-х годах);
– EGR с электронным управлением (современная система).

Пневмомеханические системы отличаются простым устройством и надежностью, однако они не всегда могут обеспечить оптимальный режим работы двигателя. Системы с электронным управлением, как понятно из названия, работают под контролем электронного блока управления. Каждая система имеет свои особенности.

Общие принципы работы системы рециркуляции отработанных газов

Прежде, чем перейти к описанию систем, необходимо сделать одно важное замечание. Система рециркуляции отработанных газов должна работать не всегда: при пуске холодного двигателя, пока он не выйдет на стабильный режим работы, на холостом ходу, а также при высоких оборотах система рециркуляции только ухудшает работу мотора. В этих режимах выхлопные газы во впускной коллектор не подаются.

То есть, рециркуляция выхлопных газов осуществляется только на средних оборотах, поэтому, когда от двигателя требуется получить высокую мощность, система не мешает этому. А работа системы на малых оборотах бессмысленна, так как в таком режиме образование оксидов азота невелико.

Устройство и принцип работы пневмомеханической системы рециркуляции выхлопных газов

Основу системы составляет клапан рециркуляции — он установлен между выходным и входным (в районе дроссельной заслонки) коллектором двигателя, и управляет подачей выхлопных газов. В самом простейшем случае клапан управляется разрежением воздуха, которое создается в дроссельном узле перед заслонкой.

Клапан состоит из емкости, внутри которой перемещается диафрагма, делящая емкость на две изолированных половины. К верхней половине подводится вакуумный шланг от дроссельного узла. В нижней части диафрагмы закреплен шток с клапаном, который открывает и закрывает путь выхлопным газам. Диафрагма в закрытом положении удерживается пружиной.

Работает клапан следующим образом. На холостых оборотах разрежение в дроссельном узле мало, поэтому клапан закрыт. При увеличении оборотов двигателя растет и падение давления воздуха в дроссельном узле — за счет этого разрежения диафрагма поднимается, открывая клапан рециркуляции. В итоге во впускной коллектор поступают отработанные газы.

Однако в описанной простейшей системе закрытие клапана на больших оборотах происходить не будет, поэтому в реальных системах присутствуют пневматический преобразователь и дополнительные клапаны, которые управляют основным клапаном рециркуляции.

Устройство и принцип работы системы рециркуляции с электронным управлением

В системе рециркуляции с электронным управлением также используется клапан, подобный описанному выше, однако его открытие и закрытие осуществляется электронным блоком управления, который руководствуется показаниями различных датчиков. В частности, в системе могут быть датчики абсолютного давления, температуры охлаждающей жидкости, расходомера воздуха, температуры воздуха во впускном коллекторе, положения дроссельной заслонки и другие.

Управление клапаном — пневматическое, специально для этого в системе предусмотрен вакуумный насос и управляющие клапаны.

В системах с электронным управлением часто применяется предварительное охлаждение выхлопных газов перед их подачей в камеру сгорания. Причем охлаждение производится только на определенных режимах работы двигателя, управление охлаждением также осуществляется электронным блоком.

На сегодняшний день существует множество разновидностей систем рециркуляции выхлопных газов, практически каждый автопроизводитель предлагает свои способы реализации этого технического решения. Но независимо от устройства и особенностей работы в каждой системе присутствует клапан рециркуляции, выполняющий одну функцию — подачу во впускной коллектор двигателя строго отмеренного количества выхлопных газов.

Назначение системы EGR и особенности ее работы

Система рециркуляции отработавших газов EGR разработана для повышения экологического класса двигателя автомобиля. Ее применение позволяет снизить концентрацию оксидов азота, присутствующих в выхлопе. Последние недостаточно хорошо устраняются катализаторами и, поскольку являются наиболее токсичными компонентами в составе отработавших газов, требуют применения дополнительных решений и технологий.

Принцип действия системы

EGR — аббревиатура от англоязычного термина Exhaust Gas Recirculation, что в переводе означает «рециркуляция отработавших газов». Основная задача такой системы заключается в перенаправлении части газов из выпускного коллектора в впускной. Формирование оксидов азота прямо пропорционально температуре в камере сгорания двигателя. При подаче отработавших газов из системы выхлопа в систему впуска уменьшается концентрация кислорода, что выступает катализатором в процессе сжигания топлива. В результате температура в камере сгорания снижается, а процент образования оксидов азота уменьшается.

Система рециркуляции отработавших газов

Применяется система ЕГР для автомобильных двигателей, работающих на дизельном топливе и бензине. Исключение составляют только бензиновые автомобили с турбонаддувом, где использование технологии рециркуляции неэффективно из-за особенностей режима работы двигателя. В целом, благодаря технологии EGR достигается снижение концентрации оксида азота до 50%. Помимо этого уменьшается вероятность детонации, обеспечивается более экономный расход топлива (почти на 3%), а для автомобилей с дизельным двигателем характерно уменьшение количества сажи в выхлопе.

Основной деталью системы рециркуляции выхлопных газов является клапан EGR, который управляет потоком отработавших газов, поступающих во впускной коллектор. Он работает в условиях повышенных температур и подвергается высокой нагрузке. Снижение температуры может реализоваться принудительно, для чего нужен радиатор охлаждения (охладитель), который устанавливается между системой выпуска и клапаном. Он входит в общую систему охлаждения автомобиля.

В дизельных моторах клапан EGR открывается на этапе холостого хода. При этом 50% поступающего в камеры сгорания воздуха составляют отработавшие газы. С ростом нагрузки клапан постепенно закрывается. Для питания бензинового двигателя система рециркуляции работает, как правило, только на средних и малых оборотах двигателя, обеспечивая до 10% выхлопных газов в общем объеме воздуха.

Виды клапанов EGR

На данный момент существует три разновидности клапанов EGR, различающихся по типу привода:

  • Пневмомеханический — простейшая (устаревшая) система привода рециркуляции выхлопных газов. Фактически, управление клапаном в этой схеме осуществляется за счет создания разрежения во впускном коллекторе автомобиля.
  • Электропневматический. Пневмоклапан EGR приводится в движение электроклапаном, управляемым ЭБУ двигателя автомобиля на основании данных комплекта датчиков (противодавления выхлопных газов, температуры, положения клапана, давления на впуске, температуры охлаждающей жидкости). Он осуществляет подключение и отключение источника разрежения к клапану EGR, имея лишь два положения. В свою очередь, разрежение в такой системе может создаваться вакуумным насосом.
  • Электронный. Клапан EGR такого типа приводится в движение непосредственно ЭБУ двигателя автомобиля. Он имеет три положения, что обеспечивает более плавное регулирование потока отработавших газов. Переключение положения электронного клапана EGR осуществляется соленоидами, которые открывают и закрывают его в различных комбинациях. В такой системе разрежение не задействуется.

Виды систем рециркуляции дизеля

Для дизельного двигателя используется несколько типов систем для рециркуляции отработавших газов EGR, cбор которых определяется экологическими стандартами автомобиля. В настоящее время их три:

  • Высокого давления (соответствует стандарту Евро 4). Клапан EGR напрямую соединяет выпускной (устанавливается перед турбокомпрессором) и впускной коллекторы. В этой схеме применяется электропневматический привод. При закрытой дроссельной заслонке во впускном коллекторе давление снижается, в результате чего создается более высокое разрежение. Это приводит к увеличению поступающего потока выхлопных газов. С другой стороны, уменьшается интенсивность турбонаддува, поскольку на турбину поступает меньше отработавших газов. Когда дроссельная заслонка полностью открыта, EGR не работает.
  • Низкого давления (соответствует стандарту Евро 5). В такой схеме клапан подключен к системе выпуска на участке между сажевым фильтром и глушителем, а в системе впуска — перед турбокомпрессором. Благодаря такому подключению снижается температура отработавших газов, также они очищаются от примесей сажи. При этом, в сравнении со схемой высокого давления, турбонаддув выполняется на полной мощности, поскольку через турбину проходит весь поток газов.
  • Комбинированная (соответствует стандарту Евро 6). Представляет собой сочетание схемы высокого и низкого давлений, каждая из которых имеет собственный клапан рециркуляции. В обычном режиме эта схема работает по каналу низкого давления, а при повышенной нагрузке подключается канал рециркуляции высокого давления.

В среднем, клапан EGR служит до 100 тысяч километров пробега, после чего может засориться и выйти из строя. Далее, в большинстве случаев, автомобилисты, не понимая, для чего нужны системы рециркуляции, просто полностью удаляют их.

Что такое клапан EGR? Конструкция, неисправности, способы починки.

Система ЕГР (EGR) является одним из методов борьбы с выбросом вредных веществ в атмосферу. Некоторые автомобилисты даже не догадываются о её существовании, тогда как клапан EGR сегодня интегрирован в большую часть современных автомобилей.

Зачем нужна EGR-система?

Самыми опасными для окружающей среды являются такие составляющие выхлопных газов машин:

  • углеводород;
  • оксид углерода;
  • оксид азота.

Две первые составляющие из списка весьма эффективно отсеивает система каталитической нейтрализации, но третий компонент перерабатывается данным механизмом недостаточно. Чтобы уменьшить выброс в атмосферу токсичного оксида азота, автоинженерами было реализовано средство рециркуляции выхлопных газов (Exhaust_Gas_Recirculation, сокращённо EGR).

ЕГР-клапан не улучшает технических показателей мотора. Его устанавливают, руководствуясь исключительно экологическими соображениями. Система активируется лишь на средних оборотах, отключаясь при прочих режимах.

Рассматриваемый вариант рециркуляции не встречается на бензиновых турбодвигателях, так как моторы с турбонаддувом имеют небольшие показатели спектра рабочих диапазонов.

Устройство и принцип работы

ЕГР-клапан применяется в дизельных и бензиновых двигателях внутреннего сгорания. Действие описываемого средства основано на том, что при определённом режиме работы мотора во впускной коллектор подаётся некоторая доля отработанного газа, смешанная с воздухом.

Повышенные уровни оксидов азота в выбросе двигателя генерируются за счёт высокой температуры внутри камеры сгорания. Как известно, кислород — мощный катализатор процесса горения. И чем последнего больше, тем выше температура при воспламенении.

Смешивание выхлопных газов с воздухом приводит к существенному снижению в нём содержания кислорода. Следовательно, уменьшаются как температура горения, так и токсичность ядовитых паров, выбрасываемых в атмосферу.

Конструкция и принцип работы рециркулирующего клапана зависят от типа мотора. В дизельном двигателе он открыт при холостом ходе, подавая до половины воздушного объёма на впуске. С увеличением оборотов он закрывается больше или меньше в зависимости от нагрузки. На максимальных оборотах клапан полностью перекрыт.

Во время прогрева двигателя система также не задействована. При минимальных и средних оборотах клапан обеспечивает от 5 до 10 процентов поступающей на впуск воздушной массы.

Минусы и плюсы.

Помимо улучшенных экологических показателей со снижением выброса оксида азота в окружающую среду до 50 процентов, система ЕГР обладает побочными положительными эффектами:

  • в бензиновом двигателе выхлопные газы во впускном коллекторе снижают разряжение, уменьшают потери и способствуют небольшой экономии топлива (от 1 до 3 процентов);
  • понижение температуры при работе системы рециркуляции в моторах на бензине уменьшает опасность появления детонации;
  • работа дизельных двигателей становится более мягкой;
  • сажевый выхлоп снижается на 8-10 процентов.

С другой стороны, средство рециркуляции выхлопных газов в автомобиле — весьма капризный элемент. Если используется некачественное топливо, клапан, впускная система и установленный в ней датчик покрываются нагаром. Результат — нестабильное функционирование мотора. Кроме того, система ЕГР — дорогостоящий компонент автомобиля.

Неисправности клапана EGR.

Неполадки с системой рециркуляции характеризуются различными симптомами. Ниже перечислены основные признаки, указывающие на возможные проблемы с клапаном ЕГР:

  • разгоняясь, машина движется рывками;
  • на холостых оборотах присутствует вибрация;
  • двигатель теряет мощность;
  • горит значок аварийного софта управления мотором «Check Engine»;
  • выхлопные газы имеют повышенный уровень содержания оксидов азота;
  • выхлоп окрашен в чёрный цвет;
  • имеет место высокий расход бензина или дизтоплива.

Поломка рециркуляционной системы может быть обусловлена многими причинами. Наиболее распространённые из них описаны ниже.

Заклинил механизм клапана.

Наиболее частой причиной неработоспособности ЕГР-клапана является заклинивание его механической части. Такое случается, когда он открыт или закрыт, в зависимости от конкретной ситуации:

  • в первом случае заклинивание обычно приводит к тому, что отработанные пары спустя какое-то время попадают в цилиндр со всеми вытекающими последствиями;
  • во втором — опасность в виде выброса вредных веществ грозит окружающей среде, но автомобиль пострадать не должен.

Виновником заклинивания механической части клапана обычно является оседающая на детали сажа — неотъемлемый спутник продуктов сгорания бензина и дизтоплива. По этой причине во избежание заклинивания механизма следите за качеством используемого в машине топлива и вовремя меняйте масло. Заправляйте автомобиль на крупных заправках известных брендов-поставщиков и избегайте неизвестных станций.

Механическая часть клапана ЕГР имеет срок эксплуатации с диапазоном от 150 до 180 тысяч километров пробега. Данные цифры верны лишь при условиях надлежащего ухода и функционирования узла в тандеме с мотором, работающим на качественном топливе.

Неисправный двигатель.

Виновником поломки рециркуляционной системы может являться двигатель. Среди наиболее распространённых неполадок мотора, потенциально ответственных за выход из строя ЕГР-клапана:

  • несвоевременная замена воздушного фильтра;
  • залегание колец поршня.

При выходе из строя блока рециркуляции и подозрении на неисправность мотора, в первую очередь проведите диагностику двигателя внутреннего сгорания. Устраните обнаруженные неполадки, после чего приступите к ремонту (замене) рециркулирующего клапана.

Физический износ.

Отработав определённый срок, система рециркуляции выхлопных газов может выйти из строя в силу своего физического старения. Скорость изнашивания узла прямо пропорциональна количеству осевшей на нём сажи.

Скапливающиеся на устройстве частицы — нормальное явление, так как копоть при горении образуется в любом случае, при этом количество оксидов азота повышается с ростом температуры, а объём частиц сажи растёт при снижении последней.

Чтобы достичь золотой середины, инженеры двигателей внутреннего сгорания вынуждены идти на различного рода технические ухищрения при конструировании систем ЕГР. Однако избежать проблемы изнашивания EGR-клапана из-за воздействия на него весьма агрессивного сажевого налёта пока не удалось.

Нарушена герметичность.

Нарушение герметичности рециркулирующей системы автомобиля грозит выходом из строя как самого клапана ЕГР, так и других узлов двигателя. Хуже всего то, что воздух, попадающий в блок, программа управления двигателем не видит. Водитель долгое время может оставаться в неведении касательно наличия данной неисправности.

Неполадки с электроникой.

Неисправности электронной части автомобиля также способны вывести ЕГР-клапан из строя. Обычно проблемы возникают при разрыве цепей питания электронных компонентов. Иногда в неполадках виновен датчик положения клапана.

Диагностика и ремонт.

При подозрении на неисправность клапана EGR проводят диагностирование и ремонт этого важного узла автомобиля. Осуществляется процедура как в специализированном сервисе, так и своими силами. Последнее требует наличия соответствующих знаний и опыта.

Диагностика и замена клапана.

Наиболее правильным действием при поломке клапана рециркулирующей системы двигателя автомобиля является его замена в специализированном сервисе. Сама деталь и услуга по её замене достаточно дорогостоящие.

Если ЕГР-клапан перестал работать значительно раньше заявленного производителем срока службы, вероятно, с техническим состоянием мотора вашего авто не всё в порядке. Установив новый клапан, обязательно дополнительно проведите полное диагностирование двигателя.

Заглушение и отключение системы механически и программно.

Самым распространённым и бюджетным вариантом решения проблемы с клапаном EGR является его отключение. Сделать это можно как механическим способом, так и программно.

Использование первого способа подразумевает механическое заглушение системы. Осуществляют это с помощью специальных металлических элементов толщиной 2-4 мм.

Для изготовления заглушек применяется высококачественная сталь. Если использовать металл невысокого качества, изготовленный из него заглушающий элемент довольно быстро прогорает.

Заглушение программным методом рекомендуется, если по каким-то причинам не удаётся реализовать первый способ. Для этого подаётся команда на закрытие ЕГР-клапана блоку управления, и действие сохраняется.

Программный способ отключения ЕГР-клапана состоит в поиске и удалении программных компонентов прошивки электронного управления машиной, связанных с рециркулирующей системой. С данной задачей лучше отправиться к опытному специалисту в проверенный сервисный центр.

Можно ли эксплуатировать авто с неисправным клапаном EGR?

Кратковременные признаки неисправности системы рециркуляции выхлопных газов не грозят масштабными последствиями, однако игнорировать их не стоит. Обратитесь в сервисный центр за консультацией, если наблюдаете симптомы, указанные выше.

Если же двигатель начинает функционировать в аварийном режиме, без промедления выдвигайтесь в техцентр на компьютерную диагностику. Эксплуатировать машину в таком техническом состоянии не рекомендуется.

Удаление ЕГР-системы и возможные последствия.

Время эксплуатации ЕГР-системы ограничено её сроком службы. Необходимость замены клапана является основной причиной отказа многих водителей от его использования. Среди других причин удаления клапана EGR:

  • дорогостоящие ремонт и обслуживание узла;
  • сложность технического обслуживания;
  • риск поломки ещё более дорогих деталей двигателя при неправильной работе (поломке) рециркуляционной системы;
  • на работу мотора удаление ЕГР-клапана никак не влияет.

Неполадки рециркуляционной системы чаще всего связаны с качеством топлива. Эксплуатируя машину с использованием дизеля или бензина низкой очистки с высоким процентом серы и присадок, водителям приходится заезжать в сервис для профилактики и чистки нагара до 1-2 раз в год. Для автолюбителя в данной ситуации проще избавиться от устройства, вызывающего столь много головной боли.

Некоторыми автовладельцами практикуется самостоятельное отключение системы на физическом уровне с использованием специальных (закрывающих отверстия клапана) прокладок. Однако такой метод полноценно подходит лишь старым дизельным авто с пневмомеханическим приводом.

В современной технике с электропневматической или электронной схемой управления наряду с установкой прокладки дополнительно удаляют клапан и выполняют программное отключение блока.

К несомненным плюсам удаления устройства рециркуляции выхлопных газов относят следующие моменты:

  • не загрязняется впускной коллектор;
  • снижается дымность выхлопа;
  • увеличивается мощность на средних оборотах;
  • пропадает необходимость обслуживания и замены дорогостоящих комплектующих;
  • появляется возможность снятия ограничения мощности двигателя.

Минусы:

  • возрастает температура воспламенения горючего;
  • увеличивается содержание оксида азота в выхлопных газах.

Последствия отказа от EGR-клапана:

  • появляется детонация на определённых скоростях;
  • повышается расход масла;
  • есть риск образования микроповреждений в головке блока цилиндров.

Стоимость ремонта.

Сегодня на автомобильном рынке клапаны ЕГР представлены в широком ценовом диапазоне. Как и в случае с другими автопродуктами, их стоимость колеблется в зависимости от марки машины и бренда производителя детали. Наиболее известные производители систем рециркуляции газов в авто:

Разброс цен на ЕГР-клапаны невероятно большой. В Российской Федерации их стоимость колеблется от 3 до 17 тысяч рублей в бюджетном и среднем сегментах и достигает 75-100 тысяч рублей на топовые модели.

Стоимость ремонта (замены) детали также находится в прямой зависимости от модели и уровня авто. Работа специалистов технических центров оценивается в зависимости от потраченного времени, типа двигателя и марки машины. К примеру, в Москве стоимость услуги составляет от 650 до 7 000 рублей.

Система рециркуляции выхлопных газов в автомобиле — нужная и полезная вещь в основном с экологической точки зрения. Её правильное отключение и даже полное удаление не вызывает никаких проблем в работе двигателя. Более того, без ЕГР-клапана увеличивается мощность мотора, отпадает необходимость дорогостоящего обслуживания и замены узла в случае его поломки.

Заключение.

На этом у меня сегодня все. Я надеюсь, что статья полностью раскрыла тему о том что такое клапан ЕГР и для чего он нужен.

Если у вас остались вопроы, или вы хотите дополнить статью — пишите в комментарии.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector