Рециркуляция выхлопных газов: её функции и потенциальные проблемы

От пакетов до жизни и сортировки отходов — переработка прекрасна. На самом деле, даже ваш двигатель перерабатывает и повторно использует газы из процесса сгорания.

Поскольку изменение климата продолжает формировать мир вокруг нас, правительства принимают меры. Для обычного автовладельца это часто означает проблемы. Производители автомобилей вынуждены еще больше сокращать выбросы выхлопных газов в течение последних 20 с лишним лет из-за ужесточения нормативов. Производители дизельных и бензиновых автомобилей изо всех сил стараются не отставать от электромобилей и гибридов и соответствовать новым стандартам выбросов.

Система рециркуляции отработавших газов (EGR) — это один из способов, с помощью которого двигатели на традиционном топливе пытаются этого достичь. Эта умная система помогает уменьшить количество закиси азота, одного из самых вредных побочных продуктов процесса сгорания, который выделяется из выхлопной трубы вашего автомобиля. В бензиновых двигателях она также снижает расход топлива при работе двигателя под частичной нагрузкой. Но что такое система EGR, как работает клапан EGR и каковы распространенные проблемы с EGR? Если вы устали искать ответы на эти вопросы, вам больше не нужно искать!

Что такое система рециркуляции отработавших газов?

Проще говоря, система рециркуляции отработавших газов (EGR) снижает выбросы NOx от двигателей внутреннего сгорания. Эта система состоит из клапана EGR, датчика температуры и блока управления, подключенных как к ЭБУ, так и к впускному/выпускному коллекторам двигателя.

Основная цель — уменьшить эти выбросы NOx (закиси азота). Это достигается за счет рециркуляции выхлопных газов в камеру сгорания, где они охлаждают горение. Газы, уже использованные в сгорании, не участвуют в следующем процессе горения, но способствуют снижению NOx и температуры в самой камере сгорания.

Часть причины, по которой мы хотим поддерживать низкую температуру в камере сгорания, заключается в том, что высокая температура сгорания может вызвать перегрев двигателя и образование большего количества оксидов азота в камере сгорания двигателя. Температура сгорания в камере сгорания снижается за счет рециркуляции некоторого количества выхлопных газов в свежий впускной воздух, а более низкая температура сгорания приводит к меньшему количеству оксидов азота и снижению риска перегрева двигателя.

Как работает система и зачем она нужна

Как часть процесса сгорания, воздух поступает через впускной коллектор в камеру сгорания, где смешивается с топливом. После сжатия или воспламенения (в зависимости от системы) давление толкает поршень вниз, приводя двигатель в движение, а выхлопные газы выходят через выпускной коллектор. Когда двигатель работает под полной нагрузкой, то есть на полную мощность, например, при резком ускорении, этот процесс работает идеально, и все атомы кислорода в воздухе, захваченном впускным коллектором, используются в процессе сгорания.

Обычно происходит то, что двигатель работает только под частичной нагрузкой. Когда вы едете по дороге нормально, на холостом ходу или медленно ищете место для парковки, двигатель не работает на полную мощность, и это называется частичной нагрузкой. Это создает проблему с выбросами. Поскольку впрыскивается меньше топлива (двигателю не нужно так сильно работать), не все атомы кислорода используются в процессе сгорания. Оставшиеся атомы соединяются с азотом (который составляет 70% воздуха, поступающего через впускной коллектор), образуя NOx (закись азота). К сожалению, это токсичный загрязнитель воздуха, который как раз и пытаются предотвратить новые правительственные нормативы. Здесь на помощь приходит EGR.

На заключительной выхлопной стадии 4-тактного процесса сгорания, когда выхлопные газы покидают цилиндр, часть выхлопных газов отводится внутрь и перекачивается обратно в камеру сгорания. Перед тем как они попадут туда, находится клапан рециркуляции отработавших газов. Расположение клапана EGR зависит от системы автомобиля, но он всегда находится перед впускным коллектором, чтобы можно было регулировать количество рециркулируемого газа.

Газы, уже использованные в сгорании, смешиваются со свежим воздухом, поступающим в камеру сгорания, так что газ, попадающий затем в камеру сгорания, представляет собой комбинацию уже использованных в процессе сгорания газов и свежего воздуха. Клапан регулирует допустимое количество этого газа.

В coordination с ЭБУ датчики определяют нагрузку на двигатель, то есть количество мощности, требуемой от двигателя, и соответственно рассчитывается количество рециркулируемых выхлопных газов.

Чем ниже нагрузка, тем больше выхлопных газов рециркулируется, потому что в цилиндры впрыскивается меньше топлива и, следовательно, образуется больше вредных побочных продуктов NOx.

При высокой нагрузке допускается больше свежего воздуха и кислорода, а значит, рециркулируется меньше выхлопных газов. Поскольку уже использованные газы инертны (не реагируют), нет риска, что они прореагируют с кислородом и создадут больше выбросов.

Температура газа также влияет на процесс сгорания, предоставляя еще одно преимущество. Поскольку выхлопные газы горячие, они сокращают время, необходимое для того, чтобы газ в цилиндре достиг температуры, необходимой для создания давления на поршень, тем самым устраняя «задержку воспламенения». Короче говоря, это делает двигатель более эффективным и быстрым, обеспечивая более контролируемое сгорание.

Как упоминалось выше, этот процесс также снижает температуру процесса сгорания. Сжатый газ повышает температуру, необходимую для создания давления на поршень. Однако инертный газ имеет более низкую температуру, чем сжатый газ, поэтому он поглощает эту температуру. Тепло поглощается рециркулируемым газом, что означает меньше побочных продуктов NOx и снижение риска перегрева двигателя.

Распространенные проблемы с EGR

Поскольку EGR постоянно используется двигателем, система подвергается очень высоким нагрузкам и может вызывать проблемы, особенно в автомобилях с большим пробегом. Поскольку клапан является здесь самой важной частью системы, большинство проблем связано с ним.

Если у вас проблемы с клапаном EGR, это довольно очевидно, так как в автомобиле появляются симптомы неисправного клапана EGR, такие как неровная работа на холостом ходу или остановка при ускорении. Неисправный клапан EGR также ухудшает расход топлива, может загораться индикатор проверки двигателя на приборной панели и появляться коды, которые можно считать с помощью компьютера OBD-II или более поздней версии вашего автомобиля.

Причины

Возможной причиной этих симптомов является засоренный клапан EGR. Со временем в клапане EGR накапливаются отложения, из-за чего клапан пропускает мало или вообще не пропускает рециркулируемый газ, и производительность автомобиля начинает ухудшаться (поскольку ЭБУ предполагает, что клапан работает, и ожидает присутствия правильного количества газа для сгорания). Это особенно часто происходит с дизельными клапанами EGR. Это накопление является частью нормальной эксплуатации автомобиля и может быть устранено путем очистки или замены клапана.

Очистка клапана EGR не так сложна, как вы думаете, и определенно может быть выполнена самостоятельно. После того как вы найдете и снимете клапан EGR (его расположение зависит от автомобиля, поэтому проверьте руководство по эксплуатации), слегка встряхните его. Если вы слышите, как что-то двигается вперед-назад внутри, это диафрагма — а значит, скорее всего, клапан EGR все еще в хорошем состоянии и просто нуждается в очистке, чтобы вернуться к нормальной работе. Если вы ничего не слышите, возможно, клапан EGR заклинило. Это не окончательный тест, но хорошая отправная точка.

Для более новых клапанов EGR они, вероятно, электронные и, следовательно, имеют подключенный жгут проводов. В этом случае важно не допускать попадания агрессивных чистящих средств на проводку или разъемы, и, конечно, двигатель также должен быть выключен. Также необходимы надежные средства защиты глаз и перчатки, устойчивые к химикатам.

Чистка клапана EGR

Сначала снимите вакуумный шланг. Это резиновый шланг, подключенный к клапану EGR. Если он выглядит хрупким, сломанным, потрескавшимся, каким-либо образом поврежденным или не идеальным, замените его. Проблемы с вакуумом могут вызывать все виды проблем с двигателем, включая неисправный клапан EGR.

Затем отсоедините электрический жгут и освободите фиксатор клапана EGR. Если он не снимается сразу после удаления гаек или болтов, легкий удар деревяшкой или маленьким молотком может ослабить его.

Затем снимите прокладку и убедитесь, что она в хорошем состоянии, не порвана, не потрескалась и не рассыпается. Если она выглядит не свежей, вы можете установить новую одновременно.

Очистка всего клапана — это двухэтапный процесс. Сначала погрузите сам клапан в миску, наполненную очистителем карбюратора. Очиститель карбюратора имеет ужасный запах и неприятен, поэтому замачивайте его на открытом воздухе или в очень хорошо проветриваемом помещении. По возможности оставьте его замоченным на ночь. Если это невозможно, переходите к следующему шагу.

После того как вы замочили клапан EGR в очистителе карбюратора на ночь (если возможно), вам нужно почистить его каналы, отверстия и поверхности маленькой щеткой. Для этого отлично подойдет старая зубная щетка или ершик для труб, смоченные в том же очистителе карбюратора, который вы использовали ранее. На этом этапе используйте защиту для глаз и перчатки, чтобы предотвратить травмы. Очистите как можно больше частей клапана, проникая во все уголки, какие сможете — чем больше черного налета вы удалите, тем выше вероятность решения проблемы.

Как только он станет чистым и без нагара, вы можете установить очищенный клапан EGR обратно. Не забудьте снова подключить вакуумный шланг и электрические соединения, если это применимо. Если проблемы сохраняются после очистки клапана, возможно, его необходимо заменить.