EGR в дизельном двигателе: что это такое

Назначение и принцип действия клапана рециркуляции ОГ (отработавшие газы)

Как известно, наиболее токсичными составляющими выхлопных газов автомобилей являются углеводороды, оксиды углерода и оксиды азота. С первыми двумя довольно эффективно справляется каталитический нейтрализатор, оксиды же азота «отсеиваются» им недостаточно. Для уменьшения вредных выбросов оксидов азота и была создана EGR (Exhaust Gas Recirculation) – система рециркуляции выхлопных газов. Она не предназначена для улучшения технических характеристик мотора, а устанавливается исключительно из экологических соображений.

Идея заключается в том, чтобы на определенных режимах работы двигателя подавать некоторую часть отработанных газов из выпускного коллектора во впускной. Повышенное содержание окислов азота в выбросах ДВС вызывается высокой температурой в камере сгорания. Катализатором реакции горения является кислород: чем больше кислорода – тем выше температура. А если подмешать к воздуху выхлопные газы, то содержание кислорода в нем уменьшится. В результате температура сгорания смеси и, соответственно, токсичность выхлопных газов понижаются.

EGR устанавливается и на бензиновые (кроме турбированных), и на дизельные двигатели. За счет избытка воздуха в дизеле образуется большее количество оксидов азота. Кроме улучшения экологических показателей (выброс NOx снижается до 50%!), имеются еще некоторые «побочные» положительные последствия. В бензиновых моторах порция выхлопных газов, снижая разряжение во впускном коллекторе, уменьшает насосные потери, что способствует снижению расхода топлива на 2-3%! Работа при пониженной температуре в бензиновых двигателях снижает риск возникновения детонации, а работа дизельных моторов становится более мягкой. Выброс сажи у дизелей с системой EGR уменьшается на10%!

Алгоритм работы EGR зависит от типа двигателя. В дизелях клапан открывается на холостом ходу и подает до 50%!объема воздуха на впуске. С ростом оборотов клапан пропорционально закрывается до полного закрытия при максимальной нагрузке. При прогреве мотора клапан также полностью закрыт. В бензиновых двигателях EGR не включается на холодном двигателе, на холостом ходу и на оборотах максимального крутящего момента. При низкой и средней нагрузке система обеспечивает 5-10%!подаваемого на впуск воздуха.

Стоит отметить, что EGR зачастую превращается в головную боль для наших автомобилистов. Система довольно капризна, при ее работе (особенно на отечественном топливе) клапан EGR, впускной коллектор и находящиеся в нем датчики покрываются нагаром, что приводит к нестабильной работе двигателя. Клапан EGR – деталь дорогостоящая, поэтому многие автовладельцы вместо его замены прибегают к глушению всей системы.

А почему EGR не устанавливается на бензиновые турбодвигатели? На атмосферных двигателях система работает практически только на средних оборотах. А на моторах с турбонаддувом рабочий диапазон еще меньше – и выходит, что цель не оправдывает средства. Поэтому производители применяют другие способы снижения выбросов NOx: жидкостное охлаждение наддувочного воздуха (что снижает температуру в камере сгорания) и бесступенчатую систему изменения фаз газораспределения (обеспечивающую внутреннюю рециркуляцию отработавших газов). При внутренней рециркуляции часть выхлопных газов попадает обратно в цилиндр в моменты перекрытия клапанов, когда одновременно открыты и впускной и выпускной клапаны. Технически перекрытие можно организовать и с помощью подбора формы кулачков распредвала, но в этом случае рециркуляция будет осуществляться на всех режимах работы двигателя. В системах же бесступенчатого регулирования перекрытие клапанов по команде блока управления происходит только в необходимых режимах.

Типы конструкций

Хотя принцип работы всех систем одинаков, их конструктивное исполнение отличается большим разнообразием. В любой системе EGR главной деталью является клапан. Отличия состоят в способе управления его работой и, соответственно, составе элементов. Впервые EGR появились на американских автомобилях еще в начале 70-х годов прошлого века. Они были пневмомеханическими, то есть управлялись только разряжением впускного коллектора. Как и любая механическая система, она не отличалась высокой точностью работы. С внедрением электронных систем управления двигателем EGR стали электропневматическими (Euro-2 и -3), а в дальнейшем появились и полностью электронные (Euro-4 и -5).

Клапан EGR может устанавливаться на впускном коллекторе, во всасывающем тракте, или непосредственно на блок дроссельных заслонок. Так как в дизельных двигателях система EGR перепускает большее количество отработанных газов, то и клапаны в таких системах имеют перепускное отверстие большего диаметра по сравнению с бензиновыми. В некоторых дизелях, особенно турбированных, давление на впуске может превышать давление на выпуске, что делает невозможным рециркуляцию выхлопных газов. В таких случаях для создания необходимого пониженного давления во впускной трубопровод устанавливаются регулирующие (вихревые) заслонки.

В пневмомеханических системах клапан удерживается в закрытом состоянии пружиной. При подаче разрежения в вакуумную полость мембрана преодолевает сопротивление пружины и открывает клапан. Выхлопные газы по каналу проходят в задроссельную зону впускного коллектора. Патрубок клапана EGR подключается к впускному коллектору в области дроссельной заслонки. На холостых оборотах и при торможении дроссельная заслонка закрыта, разрежение над заслонкой практически отсутствует, клапан EGR закрыт. При средних нагрузках двигателя дроссельная заслонка приоткрыта, и так как под ней возникает разрежение, то клапан EGR открывается. При полной мощности дроссельная заслонка открыта, разрежение в области дроссельной заслонки слабое, клапан EGR будет закрыт.

EGR с MAP датчиком

В электропневматических системах работой клапана управляет контроллер двигателя на основании показаний датчиков. В зависимости от того, какой датчик является основным, различают четыре типа систем:

  • с датчиком противодавления выхлопных газов;
  • с датчиком температуры выхлопных газов;
  • с датчиком положения клапана EGR;
  • с датчиком давления на впуске МАР (либо датчиком массового расхода воздуха МАF) вместе с датчиком кислорода (лямбда – зондом).

Кроме того, используются и другие датчики системы управления двигателем, например: датчик положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости и др. На разных двигателях состав датчиков может меняться. ЭБУ в нужные моменты подает управляющие сигналы на электроклапан, который подключает или отключает источник разрежения к пневмоклапану EGR, Электроклапан имеет только два положения: открыт и закрыт. В более совершенных системах используется электропневматический преобразователь, который обеспечивает плавное регулирование степени рециркуляции. Для создания разряжения в некоторых конструкциях EGR может использоваться вакуумный насос.

Рекомендуем:  Силиконовая смазка для автомобиля применение

В электронных системах EGR управление клапаном осуществляет непосредственно блок управления двигателем без использования вакуума. Существует две основные конструкции цифровых клапанов EGR: с тремя или двумя разновеликими отверстиями. Отверстия закрываются соленоидами в разных комбинациях. При трех отверстиях можно получить 7 различных уровней рециркуляции, при двух отверстиях – три уровня. Еще более совершенным является клапан, степень открытия которого определяет ЭБУ через шаговый электродвигатель. Таким образом, получается плавное регулирование потока выхлопных газов.

На некоторых двигателях в системе EGR применяется дополнительное охлаждение газов. Для этого клапан рециркуляции включается в штатную систему охлаждения. Такая мера позволяет еще больше снизить выброс оксидов азота.

Неисправности и обслуживание

Со временем детали системы EGR даже в исправном двигателе покрываются нагаром. Больше подвержены этому явлению дизеля из-за содержащейся в их «выхлопе» сажи. Частые поездки на короткие расстояния ускоряют процесс загрязнения. А в неисправном двигателе он усиливается многократно. Причинами могут быть применение некачественного топлива, нарушения в работе системы питания, общий износ двигателя, повышенное содержание масла во впускном тракте. Излишек масла появляется при неисправностях системы вентиляции картера, изношенных маслосъемных колпачках или направляющих клапанов, неисправностях турбокомпрессора (износ подшипников, забитая маслосливная магистраль), завышенном уровне масла или применении масла, несоответствующего двигателю.

От отложений нагара в первую очередь страдает клапан EGR. Нагар мешает клапану плотно закрываться, нарушает подвижность штока. В конечном итоге клапан в каком-то положении заклинивает, что приводит к нарушениям в работе двигателя. Проявляются эти нарушения по-разному, в зависимости от того, в каком положении «завис» клапан. Кроме того, последствия заклинивания клапана разнятся в зависимости от типа двигателя и особенностей конструкции самой системы EGR. Чаще всего неисправности системы EGR приводят к неравномерному холостому ходу (плаванье оборотов, заниженные или завышенные обороты) и двигатель часто глохнет. Также могут наблюдаться рывки и хлопки в глушителе при разгоне и дергания и хлопки на впуске при сбросе оборотов, падение мощности, затрудненный запуск. На бензиновых моторах появляется детонация и пропуски воспламенения, а работа дизелей становится «жесткой». На турбодизельных моторах незакрывающийся клапан EGR снижает производительность турбины. На некоторых автомобилях блок управления при нарушениях в работе системы EGR переводит двигатель в аварийный режим.

Иногда клапан EGR под воздействием высоких температур прогорает, что равносильно его заклиниванию в открытом состоянии. Причинами прогара могут быть неправильная работа системы управления клапаном, высокое противодавление выхлопных газов, неисправный перепускной клапан турбокомпрессора. Иногда к таким последствиям приводит тюнинг двигателя с целью поднятия давления наддува.

Необходимо отметить, что все вышеописанные неприятности характерны для пневмоклапанов, управляемых разряжением. Электрические же клапана гораздо меньше подвержены закоксовыванию. Парадоксально, но их ресурс ниже, чем у пневмоклапанов из-за механического износа подвижных деталей. Увеличившиеся зазоры забиваются сажей, причем очистке клапан не поддается, необходима только замена.

Однако не во всех проблемах, связанных с пневмо – EGR, повинен клапан. Иногда виноваты детали вакуумной системы или управляющие элементы. Поэтому не стоит торопиться демонтировать клапан, вначале нужно проверить, подается ли на него разряжение. На большинстве автомобилей вакуумом управляются не только клапан EGR, но и, например, клапан регулирования давления турбокомпрессора, заслонки во впускном коллекторе, заслонки климатической установки, усилитель тормозов и т.д. (все зависит от конкретной модели). Повреждение любой вакуумной трубки или заедание клапана, подсос воздуха во впускном коллекторе скажется на работе EGR. К нарушениям может приводить и неисправный управляющий электроклапан, подающий разрежение на пневмоклапан, и неисправный датчик, входящий в систему управления EGR.

Ресурс различных систем EGR составляет от 70 до 100 тысяч километров (в отечественных условиях около 50 тысяч). После этого ее компоненты подлежат замене. Это в идеале. Однако желающих платить немалые деньги находится немного. Несложное и своевременное обслуживание системы поможет продлить ей жизнь. В пневмоклапане EGR необходимо периодически очищать седло и шток от нагара с помощью жидкости для очистки карбюратора. Делать это нужно осторожно, чтобы жидкость, агрессивная к резине, при попадании на диафрагму клапана не повредила ее. В системах с управляющим электроклапаном в нем, как правило, имеется фильтр, защищающий вакуумную систему от загрязнения. Его необходимо очищать.

Когда EGR начинает давать сбои, многие автовладельцы предпочитают заглушить ее. Как правило, это делается с помощью вырезанной из тонкой жести прокладки, устанавливаемой под клапан. Среди специалистов мнения о глушении системы расходятся. Одни считают его совершенно безвредным, а некоторые даже полезным. Вторые же полагают, что в результате повышается температура в камере сгорания, а это увеличивает риск появления трещин в головке блока цилиндров.

Простое механическое глушение клапана и удаление вихревых заслонок (там, где они есть) не всегда приводит к желаемым результатам. На турбодизелях возможны проблемы с регулированием давления наддува и повышенным износом турбины. На современных двигателях клапан EGR необходимо «удалять» и программно – перепрошивкой блока управления. В противном случае контроллер будет постоянно выдавать ошибку или даже переводить двигатель в аварийный режим.

Рекомендуем:  Бедная смесь на инжекторе и ошибка P0171: причины

Удаление клапана ЕГР состоит из двух этапов:

  1. Физическое удаление.
  2. Программное удаление.

На первом этапе устанавливается металлическая прокладка под клапан. На дизельных машинах клапан ЕГР участвует в системе очистки выхлопных газов от сажи, поэтому при рабочем сажевом фильтре удаление клапана не рекомендуется.

На втором этапе в штатной программе системы управления двигателем снимается контроль с датчика ЕГР. Эта процедура необходима, иначе система управления двигателем не выйдет из аварийного режима.

Информация для справки.

ЕГР – система рециркуляции выхлопных газов, предназначенная для снижения выбросов оксидов азота. Она устанавливается и на бензиновые, и на дизельные двигатели. В первых при этом снижаются насосные потери и риск детонации, а работа вторых становится более «мягкой». Кроме того, снижается расход топлива. Со временем клапан ЕГР покрывается нагаром, что приводит к нестабильной работе двигателя.

Зачем глушить и стоит ли это делать

Задаваясь вопросом, зачем делать заглушку и не приведёт ли это к плачевным последствиям, стоит рассмотреть немного теории. При неправильной работе системы рециркуляции необходимо заменить не только клапан, но и провести чистку других деталей. Такой ремонт дорогостоящий и потребуется снова через определённое время. От плохого топлива образуется налёт из остатков продуктов сгорания. Если автомобиль эксплуатируется довольно интенсивно, то уже через несколько месяцев после ремонта будут заметны сбои в работе. Кроме некачественного топлива, нарушить функционал могут:

  • износ цилиндропоршневой группы;
  • неисправные датчики;
  • поломки в турбокомпрессоре;
  • нарушения в системе вентиляции.

    Система ЕГР часто загрязняется и не может эффективно выполнять свою функцию

Как мы видим, система ЕГР очень прихотлива и часто выходит из строя на дизельных двигателях. На большинстве моделей она отвечает только за количество вредных выбросов и не влияет на технические параметры автомобиля. Грамотная заглушка позволит забыть о проблемах с клапаном ЕГР и даже немного улучшить КПД силового агрегата. Но перед началом такой работы стоит всё-таки проконсультироваться в автосервисе и узнать особенности заглушки именно для вашей модели автомобиля.

Симптомы неполадок ЕГР

На дизельных двигателях как собственно и на бензиновых, существует два основных вида неполадок системы EGR. В первом случае, клапан не закрывается, либо он прогорает и не может перекрывать поток газов, а во втором случае, он наоборот не открывается. Бывает так же, что забивается сама трубка и хотя клапан открывается и закрывается исправно, газы в двигатель не поступают. Реже выходит из строя управляющий элемент системы EGR, но здесь определить поломку значительно сложнее.

Выражаются проблемы с системой рециркуляции отработанных газов такими симптомами:

  • щелчки и стук;
  • провалы в работе двигателя;
  • падение мощности;
  • появление ошибок без видимых причин;

В том случае, когда вам диагностировали какую-то поломку системы ЕГР, вы можете либо ремонтировать или менять эту систему полностью или некоторые ее узлы, либо же заглушить EGR.

Есть информация, что дизельные моторы с отключенной системой рециркуляции отработанных газов ходят значительно дольше, как раз из-за того, что в них попадает меньше той самой сажи, грязи и других непотребств. А некоторые умельцы научились отключать эту систему на теплое время года, а на зиму, когда EGR приносит серьезную пользу, ее включают. И это, пусть в некотором роде, половинчатое решение тоже имеет право на жизнь. 

Читайте также: Что такое ЭБУ в автомобиле и что оно делает.

Ремонт ЕГР на дизеле

Ремонт системы EGR заключается в ее механической очистке от нагара и отложений при помощи небольшой металлической щетки и промывке очистителем «WD», который предназначен для снятия отложений и ржавчины с металла. В конце процедуры клапан изнутри протирают ветошью, смоченной в растворителе. В ремонт ЕГР на дизеле входит и очистка соленоида (при наличии такового), который выполняет функцию фильтрующего элемента, предохраняющего от попадания мусора в вакуумную систему.

Промывка от гари клапана ЕГР осуществляется после его снятия, обработки через отверстия специальным аэрозолем, применяющимся для очистки карбюраторов, далее деталь помещают в емкость, наполненную осветительным керосином. После разбирают, отвинтив 4 болта, и очищают изнутри. Такое обслуживание устранит признаки неисправности клапана EGR, и восстановит его правильную работу. Процедура должна проводиться регулярно через 60-100 тыс. км пробега.

Плюсы и минусы удаления ЕГР

В системе двигателя под воздействием высокой температуры образуется оксид азота. Он будет выделятся в больших количествах после отключения системы. Поэтому заглушка клапана ЕГР это безусловно минус для экологии. Удаление системы приведет к чистоте двигателя и повышению его динамических показателей, что является безусловным плюсом для автомобиля. После отключения ЕГР двигатель «дышит» свежим воздухом, а не отработанными газами.

Для чего нужна система ЕГР

Появление ЕГР (Exhaust Gas Recirculation system) в двигателе автомобиля – не столько связано с борьбой за экологичность, сколько стало результатом борьбы за повышение его моторесурса. Метод возвращения части отработанных газов в камеру сгорания был запатентован и применен немецкими конструкторами еще в 30 годы прошлого века. О снижении токсичности выхлопа машин тогда мало кто задумывался. Основной задачей «разбавления» рабочей смеси отработанными газами было снижение максимальной температуры ее горения для предотвращения детонации, разрушающей детали ЦПГ.

Рекомендуем:  Как проверить искру на инжекторном двигателе

Вред и польза от клапана ЕГР

Система EGR в первую очередь предназначена для очищения выхлопных газов, уменьшению их токсичности. Наиболее часто рециркуляция встречается на дизельных ДВС, так как вопрос снижения уровня CO в выпускном тракте наиболее актуален для дизелей. Но если почитать на форумах отзывы российских автовладельцев, становится понятно, что пользы от СРВГ практически нет никакой. Из минусов системы (при закоксовке каналов) хозяева автомобилей отмечают:

  • преждевременный износ деталей поршневой группы при засоренной системе ЕГР;
  • провалы при резком увеличении оборотов, снижение мощности;
  • повышенный расход топлива.

То, что топлива при неисправной СРВГ расходуется больше, логично – мотор работает на примеси сажи и копоти, поэтому топливовоздушная смесь хуже сгорает. Система ЕГР неплохо работает на новых двигателях, но по мере износа деталей ДВС она приносит только вред.

Принцип работы ЕГР

Идея состоит в подмешивании части выхлопных газов к воздуху во впускном коллекторе. Повышенное содержание оксидов азота в отработанных газах вызывается высокой температурой в камере сгорания. Катализатором реакции горения, как известно, является кислород. Выхлопные же газы, смешанные с воздухом, уменьшают содержание в нем кислорода. В результате температура сгорания смеси и, соответственно, токсичность отработанных газов понижаются.

Положительные и отрицательные стороны

Главными недостатками системы ЕГР специалисты называют:

  1. Потерю КПД двигателя.
  2. Увеличение количества твёрдых частей из-за повторного использования выхлопных газов.
  3. Попадание в камеру сгорания смол и абразива, что со временем плохо сказывается на работе дизеля.

При этом основной функцией ЕГР является снижения общего количества вредных выбросов в атмосферу. К сожалению, из-за быстрого выхода системы из строя ввиду загрязнения клапана и датчиков она не может работать эффективно длительное время. Большинство механиков рекомендуют глушить ЕГР. Но стоит удостовериться, что он находится в закрытом положении. В противном случае при отключённой ЕГР большая часть газов будут обратно возвращаться на впуск, что приведёт к нестабильной работе дизеля.

Чтобы улучшить работу дизеля и не тратить деньги на ремонт системы ЕГР при каждой её поломке, рекомендуем сделать заглушку клапана. В большинстве моделей это можно реализовать самостоятельно, сэкономив на услугах сервисного центра. Перед началом работ нужно удостовериться, что глушение не приведёт к сбоям в работе двигателя.

Что такое EGR в дизельном двигателе

Схематичное изображение работы системы ЕГР.

Система EGR или другими словами система рециркуляции отработанных газов (Exhaust Gas Recirculation), призвана снизить температуру сгорания топливной смеси в цилиндрах автомобильного двигателя. Таким нехитрым образом снижается процент вредных окислов азота, содержащихся в  выбросах, как бензиновых моторов, так и двигателей на дизельном топливе.

Реализуется эта система достаточно просто. Из выпускного коллектора выводится специальная трубка, которая посредством клапана вводится во впускной коллектор. Клапан ЕГР управляется электронным блоком управления двигателя и в нужное время подает строго дозированную порцию выхлопных газов во впускной коллектор. Благодаря этим газам температура горения топливной смеси снижается, что приводит к  уменьшению количества окислов азота в автомобильном выхлопе. Казалось бы все просто и понятно. Но это лишь на первый взгляд.

Как работает ЕГР на турбодизеле

Главная функция системы EGR – это частичный возврат отработанного газа во впускной коллектор с целью дожигания. На дизельном двигателе такое решение позволяет добиться более мягкой и плавной работы двигателя, что улучшает его эксплуатационные качества и уменьшает расход горючего, а выхлоп снижает свою токсичность. Появление отработанных газов во впуске не меняет соотношения основных компонентов горючей смеси, мощность на разных режимах работы не теряется, и экономится топливо.

Принцип действия клапана ЕГР на дизелях – это соединение части отработанных газов с поступающим через впускной коллектор воздухом. В выхлопе двигателя содержатся окислы азота из-за повышенного нагрева газов в камере сгорания. При задействовании системы EGR, сгорание происходит при более низкой температуре, а уровень содержания вредных веществ в выхлопе становится меньше. На дизелях клапан открывается автоматически на холостых оборотах, а при нагрузке и максимальных мощностях закрывается.

Дизельное топливо и ЕГР

Машины на дизельном топливе – отдельная тема и стоит взвесить все перед тем, как заглушить клапан ЕГР на дизеле. Хозяева машин часто жалуются на снижение мощности и дымление двигателя. Миф о том, что отключение клапана ЕГР на дизеле повышает мощность двигателя, опровергается проведенными тестами ученых. Мощность повышается за счет отсутствия нагара на стенках впускного коллектора, каналов и непосредственно клапана. Отвечая на вопрос, как правильно заглушить клапан ЕГР на дизеле, стоит обратить внимание на два обязательных этапа:

  • Механическое глушение клапана.
  • Программное отключение в блоке управления.

Как работает система рециркуляции (EGR)

Принцип действия EGR одинаков на всех моделях двигателей. Во время максимальной нагрузки на средних оборотах во впускной коллектор подается строго определенное количество отработанных газов из выпускного коллектора. Объем подаваемых ОГ (5 – 12%!от общего объема воздуха в смеси) растет одновременно с увеличением угла опережения зажигания и падает при его уменьшении.

Регулирует подачу клапан, который открывается по достижении определенного числа оборотов мотора (обычно от 1500 об/мин.). Закрывается он после набора максимальных оборотов или их падения до «холостых».

Привод клапана бывает вакуумным или электронным. Зависит от года выпуска, типа и конструкции двигателя.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: