Išmetamųjų dujų recirkuliacijos sistema

Didėjant aplinkosaugos standartų reikalavimams, prie modernaus automobilio pamažu pridedamos papildomos sistemos, kurios keičia vidaus degimo variklio darbo režimus, koreguoja oro ir degalų mišinio sudėtį, neutralizuoja išmetamosiose dujose esančius angliavandenilių junginius ir kt.

Tokie prietaisai apima katalizinis konverteris, adsorbuotojas, „AdBlue“ ir kitos sistemos. Apie juos jau kalbėjome išsamiai. Dabar sutelksime dėmesį į dar vieną sistemą, kurios būklę privalo stebėti kiekvienas vairuotojas. Tai yra išmetamųjų dujų recirkuliacija. Apsvarstykime, kaip atrodo sistemos brėžinys, kaip jis veikia, kokie yra jų tipai ir kokius privalumus jis turi.

Kas yra automobilio dujų recirkuliacijos sistema

Techninėje literatūroje ir automobilio aprašyme ši sistema vadinama EGR. Šios santrumpos iškodavimas iš anglų kalbos pažodžiui reiškia „išmetamųjų dujų recirkuliacija“. Jei nesigilinsite į įvairių sistemų modifikacijų detales, iš tikrųjų tai yra recirkuliacinis vožtuvas, sumontuotas ant vamzdžio, jungiančio įsiurbimo ir išmetimo kolektorius.

Ši sistema sumontuota visuose šiuolaikiniuose varikliuose, kuriuose sumontuotas elektroninis valdymo blokas. Elektronika leidžia tiksliau sureguliuoti įvairius mechanizmus ir procesus maitinimo bloke, taip pat sistemose, kurių darbas yra glaudžiai susijęs su vidaus degimo variklio veikimu.

Tam tikru momentu EGR atvartas šiek tiek atsidaro, dėl kurio išmetamosios dujos iš dalies patenka į variklio įsiurbimo sistemą (jei norite gauti daugiau informacijos apie prietaisą ir jo veikimo principą, skaitykite kitoje apžvalgoje). Dėl to gryno oro srautas iš dalies sumaišomas su išmetamosiomis dujomis. Šiuo klausimu kyla klausimas: kam reikalingos išmetamosios dujos įsiurbimo sistemoje, jei efektyviam variklio darbui reikalingas pakankamas deguonies kiekis? Jei išmetamosiose dujose yra tam tikras kiekis nesudeginto deguonies, lambda zondas tai gali parodyti (tai išsamiai aprašyta čia). Pabandykime išspręsti šį tariamą prieštaravimą.

Išmetamųjų dujų recirkuliacijos sistemos paskirtis

Niekam ne paslaptis, kad degant cilindre suspaustam kurui ir orui išsiskiria ne tik padori energija. Šį procesą lydi didelis toksinių medžiagų išsiskyrimas. Pavojingiausi iš jų yra azoto oksidai. Iš dalies su jais kovoja katalizatorius, sumontuotas automobilio išmetimo sistemoje (iš kokių elementų ši sistema susideda ir kaip ji veikia, skaitykite atskirai).

Kita galimybė sumažinti tokių medžiagų kiekį išmetamosiose dujose yra pakeisti oro ir kuro mišinio sudėtį. Pavyzdžiui, elektroninis valdymo blokas padidina arba sumažina į šviežią oro dalį įpurškiamų degalų kiekį. Tai vadinama MTC nuskurdinimu / praturtėjimu.

Kita vertus, kuo daugiau deguonies patenka į cilindrą, tuo aukštesnė oro / kuro mišinio degimo temperatūra. Šio proceso metu azotas išsiskiria termiškai skaidant benziną arba dyzeliną ir aukštą temperatūrą. Šis cheminis elementas patenka į oksidacinę reakciją su deguonimi, kuri nespėjo degti. Be to, šių oksidų susidarymo greitis yra tiesiogiai susijęs su darbinės terpės temperatūra.

Recirkuliacijos sistemos tikslas yra būtent sumažinti deguonies kiekį šviežioje oro dalyje. Dėl to, kad VTS sudėtyje yra nedidelis išmetamųjų dujų kiekis, numatomas nedidelis degimo proceso aušinimas cilindruose. Šiuo atveju pati proceso energija nesikeičia, nes tas pats tūris ir toliau teka į cilindrą, kuriame yra deguonies kiekis, reikalingas degalams uždegti.

Dujų srautas paprastai laikomas inertišku, nes jis yra HTS degimo produktas. Dėl šios priežasties savaime jis nebegali degti. Jei į šviežią oro ir kuro mišinio dalį įmaišomas tam tikras kiekis išmetamųjų dujų, degimo temperatūra šiek tiek sumažės. Dėl to azoto oksidacijos procesas bus mažiau aktyvus. Tiesa, recirkuliacija šiek tiek sumažina jėgainės galią, tačiau automobilis išlaiko dinamiškumą. Šis trūkumas yra toks nereikšmingas, kad beveik neįmanoma pastebėti paprasto transporto skirtumo. Priežastis ta, kad šis procesas nevyksta esant vidaus degimo variklio galios režimams, kai jo greitis padidėja. Jis veikia tik esant mažam ir vidutiniam apsisukimams (benzino agregatams) arba tuščiosios eigos ir mažoms apsukoms (dyzelinių variklių atveju).

Taigi, EGR sistemos tikslas yra sumažinti išmetamųjų dujų toksiškumą. Dėl to automobilis turi daugiau galimybių patekti į aplinkosaugos standartų rėmus. Jis naudojamas bet kuriame šiuolaikiniame vidaus degimo variklyje, neatsižvelgiant į tai, ar tai benzinas, ar dyzelinas. Vienintelis įspėjimas yra tas, kad sistema nėra suderinama su kai kuriais agregatais, kuriuose yra turbokompresoriai.

Bendrieji išmetamųjų dujų recirkuliacijos sistemos veikimo principai

Nors šiandien yra keletas tipų sistemų, kuriose realizuojamas išmetimo kolektoriaus sujungimas su įleidimo anga per pneumatinį vožtuvą, jie turi bendrą veikimo principą.

Vožtuvas ne visada atsidarys. Kai užveda šaltas variklis, jis dirba tuščiąja eiga, taip pat pasiekus maksimalų alkūninio veleno greitį, droselis turi likti uždarytas. Kitais režimais sistema veiks, o kiekvienos cilindro-stūmoklio grupės degimo kamera gaus nedidelį kiekį kuro degimo produktų.

Jei prietaisas veiks varikliui tuščiąja eiga arba pasieks darbinę temperatūrą (apie tai, kas turėtų būti, skaitykite čia), įrenginys taps nestabilus. Maksimalus EGR vožtuvo efektyvumas pasiekiamas tik tada, kai variklis dirba beveik vidutiniu aps / min. Kitais režimais azoto oksidų koncentracija yra daug mažesnė.

Šildant varikliui, degimo temperatūra kamerose nėra tokia aukšta, kad susidarytų didelis azoto oksidų kiekis, o grįžti į cilindrus nereikia nedidelio kiekio išmetamųjų dujų. Tas pats nutinka ir esant mažam greičiui. Kai variklis pasiekia maksimalų sūkių skaičių, jis turėtų išvystyti didžiausią galią. Jei vožtuvas suveiks, jis tik trukdys, todėl šiuo režimu sistema bus neaktyvi.

Nepaisant sistemų tipo, pagrindinis jų elementas yra atvartas, blokuojantis išmetamųjų dujų patekimą į įsiurbimo sistemą. Kadangi aukšta dujų srauto temperatūra užima daugiau tūrio nei aušinamas analogas, išmetamąsias dujas reikia atvėsinti, kad nesumažėtų HTS degimo efektyvumas. Tam yra papildomas aušintuvas arba tarpinis aušintuvas, susietas su variklio aušinimo sistema. Kiekvieno automobilio modelio grandinė gali būti skirtinga, tačiau jame bus radiatorius, stabilizuojantis optimalios prietaiso temperatūros palaikymo procesą.

Kalbant apie dyzelinius variklius, vožtuvas juose atidarytas XX. Įsiurbimo sistemos vakuumas ištraukia išmetamąsias dujas į cilindrus. Šiuo režimu variklis gauna apie 50 procentų išmetamųjų dujų (gryno oro atžvilgiu). Didėjant greičiui, sklendės pavara palaipsniui perkelia jį į uždarą padėtį. Iš esmės taip veikia dyzelinas.

Jei mes kalbėsime apie benzino agregatą, tai didelė išmetamųjų dujų koncentracija įleidimo trakte yra prasta vidaus degimo variklio prasta veikla. Todėl šiuo atveju sistemos veikimas yra šiek tiek kitoks. Vožtuvas atsidaro, kai variklis pasiekia vidutinį greitį. Be to, išmetamųjų dujų kiekis naujoje BTC dalyje neturėtų viršyti 10 proc.

Apie neteisingą regeneraciją vairuotojas sužino iš „Check Engine“ signalo prietaisų skydelyje. Čia pateikiami pagrindiniai suskirstymai, kuriuos tokia sistema gali turėti:

• Sugedo atvarto atidarymo jutiklis. Paprastai, išskyrus neteisingą dozę ir lemputę, kuri užsidega tvarkingai, nieko kritiško neįvyksta.
• Vožtuvo ar jo jutiklio pažeidimas. Pagrindinė šio gedimo priežastis yra nuolatinis kontaktas su karštomis dujomis, išeinančiomis iš variklio. Priklausomai nuo sistemos tipo, šio elemento skilimą gali lydėti MTC išeikvojimas arba atvirkščiai. Jei varikliuose naudojama kombinuota sistema su tokiais jutikliais kaip MAF ir MAP, tuščiąja eiga mišinys pernelyg praturtėja, o esant dideliam alkūninio veleno greičiui, BTC smarkiai išsenka.

Sugedus sistemai, benzinas ar dyzelinas blogai dega, dėl ko atsiranda lydimų sutrikimų, pavyzdžiui, smarkiai sutrumpėja katalizatoriaus tarnavimo laikas. Taip praktiškai atrodo variklio elgesys su sugedusiu išmetamųjų dujų grąžinimo mechanizmu.

Kad stabilizuotų tuščiąja eiga, valdymo blokas sureguliuoja kuro sistemos ir uždegimo (jei tai yra benzininis) darbą. Tačiau jis negali susidoroti su šia užduotimi pereinamuoju režimu, nes atidarius droselį, labai padidėja vakuumas, o išmetamųjų dujų slėgis smarkiai padidėja, dėl to daugiau išmetamųjų dujų teka per atidarytą sklendę.

Todėl variklis negauna deguonies kiekio, būtino visiškam degalų degimui. Priklausomai nuo gedimo laipsnio, automobilis gali trūkčioti, gali užsidegti, pastebėti nestabilumas ar visiškas XX nebuvimas, blogai įsijungti vidaus degimo variklis ir kt.

Įrenginio įsiurbimo kolektoriuje yra rūko sutepimas. Nuolat kontaktuodamas su karštomis išmetamosiomis dujomis, kolektoriaus vidiniai paviršiai, vožtuvai, purkštukų ir žvakių išorinis paviršius greitai pasidengs anglies nuosėdomis. Kai kuriais atvejais kuras gali užsidegti dar prieš BTC patekimą į cilindrą (jei staigiai paspausite akseleratoriaus pedalą).

Kalbant apie nestabilų tuščiosios eigos greitį, sugedus Ugr vožtuvui, jis gali arba visiškai išnykti, arba pakilti iki kritinių ribų. Jei automobilyje yra automatinė pavarų dėžė, tuomet antruoju atveju vairuotojui netrukus teks išleisti pinigus automatinės pavarų dėžės remontui. Kadangi kiekvienas gamintojas išmetamųjų dujų recirkuliacijos procesą vykdo savaip, šios sistemos veikimo sutrikimai yra individualūs. Be to, to pasekmėms tiesioginę įtaką daro jėgainės, uždegimo sistemos ir kuro sistemos techninė būklė.

Išjungus sistemą dyzelinis variklis sunkiau dirbs tuščiąja eiga. Benzininis variklis patirs neefektyvias degalų sąnaudas. Kai kuriais atvejais katalizatorius užkemša greičiau dėl didelio suodžių kiekio, atsirandančio naudojant netinkamą oro ir kuro mišinį. Priežastis ta, kad šiai sistemai yra sukurta šiuolaikinio automobilio elektronika. Kad valdymo blokas nepakeistų recirkuliacijos, turite jį perrašyti, kaip ir lusto derinimą (skaitykite apie šią procedūrą čia).

Recirkuliacijos sistemos tipai

Šiuolaikiniame automobilyje ant maitinimo bloko galima sumontuoti vieną iš trijų EGR sistemų tipų:

1. Pagal „Euro4“ ekologinį standartą. Tai aukšto slėgio sistema. Atvartas yra tiesiai tarp įsiurbimo ir išmetimo kolektorių. Prie išėjimo iš variklio mechanizmas stovi prieš turbiną. Šiuo atveju naudojamas elektropneumatinis vožtuvas (anksčiau buvo naudojamas pneumatinis-mechaninis analogas). Tokios schemos veiksmas yra toks. Droselis uždarytas - variklis dirba tuščiąja eiga. Vakuumas įleidimo trakte yra nedidelis, todėl atvartas uždarytas. Paspaudus akceleratorių, vakuumas ertmėje padidėja. Dėl to įsiurbimo sistemoje susidaro priešslėgis, dėl kurio vožtuvas visiškai atsidaro. Tam tikras išmetamųjų dujų kiekis grąžinamas į cilindrus. Tokiu atveju turbina neveiks, nes išmetamųjų dujų slėgis yra žemas ir jos negali sukti savo sparnuotės. Pneumatiniai vožtuvai po atidarymo neužsidaro, kol variklio greitis nesumažėja iki reikiamos vertės. Šiuolaikiškesnėse sistemose recirkuliacijos konstrukcijoje yra papildomi vožtuvai ir jutikliai, kurie sureguliuoja procesą pagal variklio režimus.
2. Pagal „Euro5“ ekologinį standartą. Ši sistema yra žemo slėgio. Šiuo atveju dizainas yra šiek tiek pakeistas. Slopintuvas yra už kietųjų dalelių filtro esančioje srityje (apie tai, kodėl jis reikalingas ir kaip jis veikia, skaitykite čia) išmetimo sistemoje, o įsiurbimo angoje - priešais turbokompresorių. Tokios modifikacijos pranašumas yra tas, kad išmetamosios dujos turi laiko šiek tiek atvėsti, o dėl jų prasiskverbimo per filtrą jos pašalinamos iš suodžių ir kitų komponentų, dėl to ankstesnės sistemos įrenginio darbo laikas yra trumpesnis. Šis įrenginys užtikrina išmetamųjų dujų grąžinimą ir turbokompresoriaus režimu, nes išmetamosios dujos visiškai praeina pro turbinos sparnuotę ir jas suka. Tokio įtaiso dėka sistema nemažina variklio galios (kaip sako kai kurie vairuotojai, „neužgniaužia“ variklio). Daugelyje šiuolaikinių automobilių modelių kietųjų dalelių filtras ir katalizatorius yra regeneruojami. Dėl to, kad vožtuvas ir jo jutiklis yra toliau nuo termiškai apkrauto automobilio agregato, jie po kelių tokių procedūrų dažnai nesugenda. Regeneravimo metu vožtuvas bus uždarytas, nes varikliui reikia papildomų degalų ir daugiau deguonies, kad laikinai pakeltų temperatūrą DPF ir sudegintų jame esančius suodžius.
3. Pagal „Euro6“ ekologinį standartą. Tai yra kombinuota sistema. Jo dizainas susideda iš elementų, kurie yra aukščiau aprašytų prietaisų dalis. Kadangi kiekviena iš šių sistemų veikia tik savo režimu, vidaus degimo variklio įsiurbimo ir išmetimo sistemose yra vožtuvai iš abiejų tipų recirkuliacijos mechanizmų. Kai slėgis įsiurbimo kolektoriuje yra žemas, įsijungia „Euro5“ (žemo slėgio) indikatoriui būdinga pakopa, o padidėjus apkrovai, įjungiama pakopa, naudojama automobiliuose, atitinkančiuose „Euro4“ (aukšto slėgio) „eco“ standartas.

Taip veikia sistemos, priklausančios išorinės recirkuliacijos tipui (procesas vyksta už maitinimo bloko ribų). Be to, yra tipas, kuris teikia vidinį išmetamųjų dujų tiekimą. Jis sugeba pašalinti dalį išmetamųjų dujų, tarsi patektų į įleidimo kolektorių. Tik šis procesas užtikrinamas šiek tiek pasukant paskirstymo velenus. Tam dujų paskirstymo mechanizme papildomai įrengiamas fazinis perjungiklis. Šis elementas tam tikru vidaus degimo variklio darbo režimu šiek tiek pakeičia vožtuvo laiką (tai, kas tai yra ir kokią vertę jie turi varikliui, aprašyta) atskirai).

Tokiu atveju abu cilindro vožtuvai atsidaro tam tikru momentu. Išmetamųjų dujų koncentracija šviežioje BTC dalyje priklauso nuo to, kiek laiko šie vožtuvai yra atidaryti. Atliekant šią procedūrą, įleidimo anga atidaroma, kol stūmoklis pasiekia viršutinį aklavietę, o išleidimo anga užsidaro prieš pat stūmoklio TDC. Dėl šio trumpo laikotarpio nedidelis išmetamųjų dujų kiekis patenka į įsiurbimo sistemą ir tada įsiurbiamas į cilindrą, kai stūmoklis juda link BDC.

Šios modifikacijos pranašumas yra tolygesnis išmetamųjų dujų pasiskirstymas cilindruose, taip pat sistemos greitis yra daug didesnis nei išorinės recirkuliacijos atveju.

Šiuolaikinėse recirkuliacijos sistemose yra papildomas radiatorius, kurio šilumokaitis leidžia greitai atvėsinti išmetamąsias dujas, kol jos nepatenka į įleidimo kanalą. Tikslios tokios sistemos konfigūracijos nurodyti neįmanoma, nes automobilių gamintojai įgyvendina šį procesą pagal skirtingas schemas, o įrenginyje gali būti papildomų valdymo elementų.

Dujų recirkuliacijos vožtuvai

Atskirai reikėtų paminėti EGR vožtuvų atmainas. Jie skiriasi vienas nuo kito tuo, kaip yra valdomi. Pagal šią klasifikaciją visi mechanizmai skirstomi į:

• Pneumatiniai vožtuvai. Šio tipo įrenginiai nebėra naudojami retai. Jie turi vakuuminį veikimo principą. Atvartą atidaro vakuumas, susidarantis įleidimo trakte.
• Elektropneumatinis. Elektros vožtuvas, valdomas ECU, yra prijungtas prie tokios sistemos pneumatinio vožtuvo. Borto sistemos elektronika analizuoja variklio režimus ir atitinkamai sureguliuoja sklendės veikimą. Elektroninis valdymo blokas gauna signalų iš jutiklių temperatūrą ir oro slėgį, aušinimo skysčio temperatūrą ir kt. ir, priklausomai nuo gautų duomenų, įjungia prietaiso elektrinę pavarą. Tokių vožtuvų ypatumas yra tas, kad sklendė juose yra atvira arba uždara. Vakuumą įsiurbimo sistemoje gali sukurti papildomas vakuuminis siurblys.
• Elektroninis. Tai naujausias mechanizmų kūrimas. Elektromagnetiniai vožtuvai veikia tiesiai iš ECU signalų. Šios modifikacijos privalumas yra sklandus jų veikimas. Tai pasiekiama per tris sklendės padėtis. Tai leidžia sistemai automatiškai koreguoti išmetamųjų dujų dozę pagal vidaus degimo variklio režimą. Sistemoje vožtuvui valdyti nenaudojamas vakuumas įleidimo trakte.

Recirkuliacijos sistemos privalumai

Priešingai populiariam įsitikinimui, kad transporto priemonės ekologiškumo sistema nėra naudinga jėgos pavarai, išmetamųjų dujų recirkuliacija turi tam tikrų pranašumų. Kažkas gali nesuprasti, kodėl reikia įdiegti sistemą, kuri sumažina vidaus degimo variklio galią, jei gali būti naudojami papildomi neutralizatoriai (tačiau šiuo atveju išmetimo sistema tiesiogine prasme bus „auksinė“, nes taurieji metalai naudojami nuodingoms medžiagoms neutralizuoti) . Dėl šios priežasties tokių mašinų savininkai kartais būna išjungti sistemą. Nepaisant tariamų trūkumų, išmetamųjų dujų recirkuliacija netgi yra šiek tiek naudinga maitinimo blokui.

Štai keletas šio proceso priežasčių:

1. Dėl mažo oktaninio skaičiaus benzininiame variklyje (apie tai, kas tai yra ir kokį vaidmenį šis parametras veikia vidaus degimo variklyje), skaitykite atskirai) dažnai įvyksta degalų detonacija. Šio gedimo buvimą parodys to paties pavadinimo jutiklis, kuris yra išsamiai aprašytas čia... Recirkuliacijos sistemos buvimas pašalina šį neigiamą poveikį. Nepaisant tariamo prieštaravimo, egr vožtuvo buvimas, priešingai, leidžia padidinti įrenginio galią, pavyzdžiui, jei ankstesniam uždegimui nustatėte kitokį uždegimo laiką.
2. Kitas pliusas taip pat taikomas benzininiams varikliams. Tokių ICE droseliuose dažnai būna didelis slėgio kritimas, dėl kurio šiek tiek prarandama galia. Recirkuliacijos operacija leidžia sumažinti ir šį efektą.
3. Kalbant apie dyzelinius variklius, XX režimu sistema užtikrina minkštesnį vidaus degimo variklio veikimą.
4. Jei automobilis praeina aplinkosaugos kontrolę (pavyzdžiui, kertant sieną su ES šalimis, ši procedūra yra privaloma), tai perdirbimas padidina tikimybę išlaikyti šį patikrinimą ir gauti leidimą.

Daugumoje automobilių modelių recirkuliacijos sistemą nėra taip lengva išjungti, o norint, kad variklis stabiliai veiktų be jo, reikės atlikti papildomus elektroninio valdymo bloko nustatymus. Įdiegę kitą programinę įrangą, ECU negalės reaguoti į EGR jutiklių trūkumą. Tačiau tokių gamyklinių programų nėra, todėl pakeisdamas elektronikos nustatymus, automobilio savininkas veikia savo rizika ir rizika.

Apibendrinant, mes siūlome trumpą animuotą vaizdo įrašą apie tai, kaip recirkuliacija veikia variklyje:

Išmetamųjų dujų recirkuliacijos (EGR) paprastas paaiškinimas

Klausimai ir atsakymai:

Kaip patikrinti EGR vožtuvą? Vožtuvo kontaktai yra maitinami. Turėtų pasigirsti spragtelėjimas. Kitos procedūros priklauso nuo montavimo vietos. Iš esmės, kai variklis veikia, reikia šiek tiek paspausti vakuuminę membraną.

Kam skirtas EGR vožtuvas? Tai yra elementas, būtinas norint sumažinti kenksmingų medžiagų kiekį išmetamosiose dujose (kai kurios dujos nukreipiamos į įsiurbimo kolektorių) ir padidinti įrenginio našumą.

Kur yra EGR vožtuvas? Tai priklauso nuo variklio konstrukcijos. Jo reikia ieškoti įsiurbimo kolektoriaus srityje (ant paties kolektoriaus arba vamzdyno, jungiančio įsiurbimą su varikliu).

Kaip veikia išmetimo vožtuvas? Daugiau atidarius droselį, dėl slėgio skirtumo įsiurbimo ir išmetimo kolektoriuose dalis išmetamųjų dujų per EGR vožtuvą įsiurbiama į vidaus degimo variklio įsiurbimo sistemą.