Układ recyrkulacji spalin

Ten artykuł ma charakter opisowy i może dotyczyć dowolnej marki samochodu.

Aby zmniejszyć emisję tlenków azotu (NOx) silniki wyposażone są w zawory recyrkulacji spalin - zawory EGR (EGR — exhaust gas recirculation) (Ryż. 6.32). Od 1973 roku do niedawna zawory EGR były stosowane w prawie wszystkich samochodach. W najnowszych silnikach wysoka sprawność skomputeryzowanych układów wtrysku paliwa pozwala na dotrzymanie norm emisji regulowanych normami zanieczyszczeń bez stosowania układu recyrkulacji spalin. W niektórych konstrukcjach silników przechwytywanie pewnej części spalin i ich kierowanie z powrotem do cylindrów odbywa się poprzez nakładanie się zaworów dolotowych i wydechowych.



Działaniem tego zaworu steruje komputer pokładowy poprzez elektromagnes sterujący zaworem, który jest wyzwalany sygnałem impulsowym z komputera.

Zawór EGR otwiera się po rozgrzaniu silnika, gdy prędkość obrotowa silnika wzrośnie powyżej prędkości biegu jałowego. Poprzez otwarty zawór recyrkulacji od 5% do 10% spalin wraca do kolektora dolotowego, gdzie miesza się z dolotową porcją mieszanki roboczej. W rezultacie zmniejsza się ilość mieszanki paliwowo-powietrznej wchodzącej do komory spalania. Recyrkulowane gazy spalinowe są obojętne (chemicznie pasywny) i nie wchodzić w reakcję spalania. Prowadzi to do obniżenia temperatury w komorze spalania, aw efekcie do zmniejszenia stężenia tlenków azotu powstających podczas spalania mieszanki roboczej.


Układ recyrkulacji spalin zapewnia środki zapewniające kontrolowane połączenie kolektorów dolotowych i wydechowych (Ryż. 6.33). Przepustowość kanałów łączących jest kontrolowana przez zawór recyrkulacji spalin. W silnikach w kształcie litery V spaliny są pobierane do układu recyrkulacji z przejścia kolektora wydechowego. Przejście kolektora wydechowego jest połączone kanałem znajdującym się w odlewie silnika z zaworem recyrkulacji spalin. Poprzez zawór recyrkulacji spaliny kierowane są do kanałów prowadzących do kolektora dolotowego. W silnikach rzędowych zwykle stosuje się zewnętrzny rurociąg do dostarczania spalin do zaworu recyrkulacji. Często jest wystarczająco długi, aby umożliwić schłodzenie gazów w drodze do zaworu recyrkulacji.

Zawory recyrkulacji z przetwornikami niskiego i wysokiego ciśnienia spalin

Wiele konstrukcji zaworów recyrkulacyjnych wykorzystuje mały zawór wewnętrzny, który uwalniając podciśnienie działające na zawór, zapobiega jego otwarciu. W takich przypadkach zawór EGR otwiera się tylko wtedy, gdy wzrasta ciśnienie w układzie wydechowym. Zawór o takiej konstrukcji nazywany jest zaworem recyrkulacyjnym z przetwornikiem wysokiego ciśnienia. Przy niskich prędkościach obrotowych silnika i niewielkim obciążeniu silnika układ EGR nie jest konieczny, a ciśnienie wsteczne jest również niskie. Dopóki ciśnienie w układzie wydechowym nie stanie się wystarczająco wysokie, zawór recyrkulacji pozostaje zamknięty, nawet jeśli panuje w nim podciśnienie.


W każdym suwie wydechu z silnika wyrzucana jest część spalin, czemu towarzyszy wzrost ciśnienia w kolektorze wydechowym. Po strefie wysokiego ciśnienia następuje mała strefa niskiego ciśnienia. Wiele konstrukcji zaworów reaguje na to obniżone ciśnienie, które zamyka mały zawór wewnętrzny, umożliwiając otwarcie zaworu recyrkulacji z powodu podciśnienia utworzonego nad jego membraną. Ten typ zaworu recyrkulacji nazywany jest zaworem recyrkulacji konwertera niskiego ciśnienia. Aby zawór działał, muszą być spełnione następujące warunki:

1. W samym zaworze EGR musi powstać podciśnienie. W starszych silnikach gaźnikowych i niektórych konstrukcjach silników z centralnym układem wtrysku do komory przepustnicy to obniżone ciśnienie jest zwykle wytwarzane przez podciśnienie w kolektorze dolotowym i kontrolowane przez komputer pokładowy za pomocą elektrozaworu.

2. Zawór musi być poddany działaniu przeciwciśnienia spalin wystarczającego do zamknięcia wewnętrznego zaworu zainstalowanego w zaworze recyrkulacji i tym samym umożliwienia ruchu membrany zaworu pod próżnią utrzymywaną w zaworze recyrkulacji.

Elektroniczny układ recyrkulacji spalin

Od połowy lat 90. w wielu silnikach zastosowano zawory elektromagnetyczne lub silniki krokowe do sterowania przepływem spalin z kolektora wydechowego do kolektora dolotowego (zwane silnikami liniowymi). na ryc. Rysunek 6.34 przedstawia przykład zespołu układu recyrkulacji, który ma trzy zawory elektromagnetyczne — ten zespół jest używany w sześciocylindrowym silniku widlastym firmy General Motors. Komputer pokładowy steruje wszystkimi trzema elektrozaworami i może włączyć jeden lub dwa z nich lub wszystkie trzy jednocześnie, dokładnie dozując wymaganą ilość spalin kierowanych do kolektora dolotowego. Wiele silników wykorzystuje wbudowany zawór recyrkulacyjny sterowany silnikiem krokowym. Skokowa regulacja tego zaworu na sygnał komputera pokładowego zapewnia dokładne dawkowanie przepływu spalin w każdym trybie pracy silnika. Obwód sprzężenia zwrotnego umożliwia komputerowi precyzyjne dostrojenie położenia zaworu i generuje kod błędu, jeśli rzeczywiste położenie zaworu wykracza poza dopuszczalny zakres kontrolowanych położeń. Możesz sprawdzić, jak działa zawór recyrkulacji, korzystając z programu do jego testowania, który znajduje się w komputerze.

Wymiana doświadczeń

Właściciel Chevroleta Blazera wyposażonego w 4,3-litrowy silnik V6 skarżył się na silnik "ciągnie" i jest niestabilny. Wygląda na to że. wszystko działało dobrze, poza jedną rzeczą: serwisant stwierdził, że na biegu jałowym w zaworze EGR powstaje lekkie podciśnienie. Pojazd został wyposażony w sterowany elektromagnetycznie zawór recyrkulacji, tzw. elektroniczny zawór regulacji podciśnienia (EVRV — electronic vacuum regulator valve) Korporacja General Motors. Elektrozawór sterowany przez komputer pokładowy reguluje podciśnienie wytwarzane w zaworze recyrkulacyjnym, który steruje jego pracą. Technik, korzystając z instrukcji serwisowej, dokładnie zapoznał się z cechami układu recyrkulacji i stwierdził, że podciśnienie w zaworze recyrkulacji powinno powstawać tylko wtedy, gdy wybierak prędkości znajduje się na jednym z biegów roboczych (drive, low, reverse). Ponieważ technik stwierdził podciśnienie przy wyłączonej skrzyni biegów, najwyraźniej było to spowodowane nieszczelnością elektrozaworu. Po wymianie elektrozaworu zakłócenia w pracy silnika zniknęły.

Notatka. Mechanik dowiedział się również z instrukcji serwisowej, że testu układu EGR nie należy przeprowadzać przy podłączonym do rury wydechowej silnika wymuszonym układzie wydechowym, ponieważ podciśnienie wytwarzane przez ten układ wentylacyjny może doprowadzić do błędnej pracy zaworu EGR.

Chciałem tylko pomóc!

To było pod koniec tygodnia pracy. Doświadczony mechanik samochodowy ustalił, że awaria sześciocylindrowego silnika V-twin Buicka była spowodowana zużytym zaworem EGR. Kiedy w zaworze powstało podciśnienie, pozostawał on całkowicie nieruchomy. Gdy stopień podciśnienia zwiększono za pomocą ręcznej pompki próżniowej, zawór otwierał się i pozostawał w tej pozycji przez cały czas. Nowy zawór tego samego typu można było otrzymać dopiero w poniedziałek, ale właściciel chciał odebrać samochód tego samego dnia, aby pojeździć nim w weekend.

Aby jakoś zmusić silnik do mniej więcej normalnej pracy, technik zdeformował młotkiem górną pokrywę zaworów, aby ograniczyć skok trzpienia zaworu recyrkulacji. Ostrzegł klienta, aby w poniedziałek zwrócił samochód w celu wymiany zaworów. Klient oczywiście wrócił w poniedziałek, ale nie sam, tylko ze swoim prawnikiem. Jak się okazało, pękł jeden z tłoków silnika. Adwokat przypomniał mechanikowi i kierownikowi stacji paliw, że urządzenie kontroli emisji spalin było "zmodyfikowane". W efekcie firma zapłaciła za wymianę silnika na nowy, a technik wyciągnął lekcję, że samochód zawsze trzeba naprawiać porządnie albo wcale.