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:
Процесс образования вредных оксидов под воздействием высоких температур состоит из следующих этапов:
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.
Назначение EGR
В выхлопных газах автомобиля содержится множество вредных веществ, в том числе оксид и диоксид азота. Их действие на организм человека приводит к различным заболеваниям. Особо сильно негативное воздействие NO и NO2 проявляется на жителях мегаполисов, вынужденных часами стоять в пробках, поэтому автопроизводители стремятся сделать свою продукцию максимально экологичной.
Воспламенение топливовоздушной смеси происходит при высоких температуре и давлении. При таких условиях происходит химическая реакция соединения кислорода с азотом. Это явление плохо воздействует не только на экологию, но и на мощность мотора. Кислород, необходимый для сжигания топлива, не участвует в процессе, что ухудшает процесс воспламенения. Это ведет не только к снижению мощности, но и к увеличению расхода топлива, так как часть его не сгорает полностью.
Exhaust Gas Recirculation позволяет добавить часть отработанных газов во впускной коллектор. Там происходит их смешивание со свежим потоком воздуха. Так как в отработавших газах доля кислорода меньше, соответственно и в камеру сгорания подается обедненная О2 смесь. Воспламенение в таком случае происходит при меньшей температуре, что минимизирует образование оксидов и диоксидов азота. Данное техническое решение хорошо влияет как на бензиновый двигатель, так и на дизель. В первом случае происходит уменьшение детонации, а во втором снижается жесткость работы мотора.
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.
Причины неисправностей системы EGR
Основных причин неисправностей клапана ЕГР и системы в целом всего две — через систему проходит слишком малое количество выхлопных газов и через систему проходит слишком большое количество выхлопных газов. В свою очередь причинами этого могут быть следующие явления:
- На штоке клапана EGR образуется нагар. Это происходит по естественным причинам. Как указывалось выше, через него проходят отработанные газы, и на стенках клапана, в том числе, штоке оседает сажа. Особенно это явление усугубляется в условиях, когда машина работает в агрессивных условиях. В частности, при износе двигателя, увеличении количества картерных газов, использования некачественного топлива. После диагностики клапан, всегда рекомендуется почистить шток при помощи карбклинера или подобного обезжиривающего чистящего состава. Зачастую для этого пользуются какими-либо растворителями (например, уайтспиритом), либо чистым чистым ацетоном. Также можно воспользоваться бензином либо дизельным топливом.
- Негерметичность мембраны клапана ЕГР. Эта неисправность приводит к тому, что указанный клапан полностью не открывается и не закрывается, то есть, через него просачиваются выхлопные газы, что приводит к описанным выше последствиям.
- Каналы системы EGR закоксованы. Это также приводит к тому, что выхлопные газы и воздух не могут нормально продуваться через них. Закоксовывание происходит по причине появления нагара на стенках клапана и/или каналов, по которым проходят выхлопные газы.
- Была неправильно заглушена система EGR. Некоторые автовладельцы, регулярно сталкивающиеся с тем, что из-за использования обозначенной системы двигатель теряет мощность попросту глушат клапан EGR. Однако, если было принято такое решение, то делать это нужно правильно, в противном случае расходомер воздуха будет получать информацию о том, что происходит очень большой расход воздуха. Особенно это актуально при покупке бывшей в употреблении машины, когда новый владелец не знает, что на машине заглушен клапан ЕГР. Если машина оборудована такой системой, то желательно поинтересоваться у бывшего автовладельца по поводу ее состояния, а также спросить о том, не была ли заглушена система ЕГР полностью.
- Заклинивание клапана EGR во время его закрытия и/или открытия. Тут возможны два варианта. Первый — неисправен сам датчик, который не может передать корректные данные на электронный блок управления. Второй — проблемы с самим клапаном. Он либо не полностью открывается, либо не полностью закрывается. Обычно это связано с большим количеством нагара на нем, образованным в результате сгорания топлива.
- Движение клапана EGR рывками. Исправный соленоид должен обеспечивать плавное перемещение штока, и соответственно, датчик должен фиксировать плавно изменяющиеся данные о положении заслонки. Если перемещение происходит скачкообразно, то соответствующая информация передается на ЭБУ, а сама работа системы происходит некорректно с описанными выше последствиями для двигателя.
- На тех автомобилях, где движение клапана обеспечивается шаговым электроприводом, возможная причинам кроется именно в нем. В частности, может выйти из строя электромотор (например, закоротить обмотка, выйти из строя подшипник), либо выйти из строя приводная шестерня (сломаться или полностью стереться один или несколько зубьев на ней).
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.
Как контролируется поток системы EGR
Контроллер периодически тестирует систему EGR вместе с другими системами контроля выбросов. Если расход больше или меньше ожидаемого, ЭБУ обнаруживает неисправность и включает индикатор Check Engine на панели приборов.
EGR с датчиком температуры
Существуют разные способы контроля потока EGR. Некоторые автомобили используют датчик температуры EGR, установленный во впускной части системы EGR. Когда клапан рециркуляции выхлопных газов открывается, температура на стороне впуска поднимается от горячих выхлопных газов.
EGR с датчиком DPFE
В более старых автомобилях Ford использовался датчик DPFE (Delta Pressure Feedback EGR), который измеряет расход EGR на основании разницы давлений с обеих сторон измерительного отверстия в выхлопной части системы EGR.
EGR с электрическим клапаном
Современные автомобили используют электрический клапан рециркуляции отработавших газов. Некоторые автомобили также имеют кулер EGR.
ЭБУ управляет потоком EGR, открывая или закрывая клапан EGR с помощью шагового двигателя.
Поток EGR контролируется датчиком абсолютного давления в коллекторе (ДАД / MAP), датчиком массового расхода воздуха (ДМРВ) и датчиком кислорода.
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.
Похожие сообщения
Какая лучше смазка для подшипников ступицы? Все, что нужно…
Тосол или антифриз решаем дилемму миллионов автомобилистов
Что такое холодная сварка и как ей пользоваться
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:
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.
Как правильно заглушить клапан ЕГР на дизеле
Правильное отключение EGR на дизеле предполагает:
- Механический способ глушения клапана.
- Отключение при помощи блока управления.
На первом этапе устанавливают механическую заглушку клапана, после чего систему отключают на электронном оборудовании. Следует знать, что только физически заглушить клапан бывает достаточно лишь на некоторых автомобилях. После осуществления механического блокирования клапана требуется его программное отключение в ЭБУ, иначе на панели приборов будет гореть лампа «check» по причине ошибки системы рециркуляции, а двигатель задействует аварийный режим, при котором ограничивается отдаваемая мощность.
Самый простой вариант заглушки клапана осуществляется следующим образом:
- Клапан, который чаще всего располагают возле впускного коллектора, снимают, открутив несколько болтов.
- Если необходимо, демонтируют впускной коллектор и чистят его каналы от загрязнений.
- Извлекают прокладку, расположенную на месте крепления клапана.
- Снятая прокладка используется в роли шаблона, по которой вырезают из стального листа прокладку-заглушку, и проделывают в ней отверстия под болты. Нередко заглушку под некоторые модели автомобилей можно встретить в продаже.
- Обратная установка клапана с применением прокладки и заглушки. Затяжка болтов производится с особой осторожностью из-за их хрупкости.
- Отключают вакуумные шланги, так как они в системе открытия клапанов больше не задействуются.
- Внесение изменения в прошивку ЭБУ, чтобы избавиться от ошибки EGR.
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:
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.
Признаки неисправности
Существует ряд внешних признаков, указывающих на то, что с системой, и в частности, с датчиком EGR возникла проблема. Однако приведенные ниже признаки могут указывать и на другие неисправности в двигателе, поэтому необходима дополнительная диагностика как системы в целом, так и клапана в частности. В общем случае симптомы не работающего клапана ЕГР будут такие признаки:
- Снижение мощности двигателя и потеря динамических характеристик автомобиля. То есть, машина «не тянет» при езде в гору и в загруженном состоянии, а также плохо разгоняется с места.
- Неустойчивая работа двигателя, «плавающие» обороты, особенно на холостых оборотах. Если мотор работает на малых оборотах, то возможна его внезапная остановка.
- Двигатель глохнет вскоре после запуска. Происходит когда клапан заклинило в открытом состоянии и выхлопные газы в полной мере идут на впуск.
- Увеличенный расход топлива. Это вызвано уменьшением разрежения во впускном коллекторе, и как следствие, переобогащение топливовоздушной смеси.
- Формирование ошибок. Зачастую на приборной панели активируется сигнальная лампа “проверьте двигатель”, и после выполнения диагностики сканирующими устройствами можно найти ошибки, связанные с работой системы ЕГР, например, ошибка p0404, р0401, р1406 и прочие.
При появлении хотя бы одного из перечисленных признаков имеет смысл сразу же выполнить диагностику с помощью сканера ошибок, он позволит убедиться, что проблема именно в клапане ЕГР. Для примера, Scan Tool Pro Black Edition дает возможность считать ошибки, смотреть показатели различных датчиков в реальном времени работы и даже корректировать некоторые параметры.
ОБД-2 сканер Scan Tool Pro Black
работает с протоколами отечественных, азиатских, европейских и американских марок автомобилей. При подключении к гаджету через популярные диагностические приложения по Bluetooth или Wi-Fi вы получаете доступ к данным в блоках двигателя, коробки передач, трансмиссии, вспомогательных систем ABS, ESP и т.д.
Данным сканером можно увидеть как срабатывает электромагнитный клапан вакуумного регулятора (детали в конце статьи). Имея такое устройство можно оперативно выяснить причину и приступить к ее устранению. Проверить клапан в гаражных условиях достаточно просто.
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.
