Рециркуляция выхлопных газов: принцип работы и возможные проблемы

От сумок до жизни и сортировки отходов — переработка это отлично. Настолько хорошо, что даже ваш двигатель рециркулирует и повторно использует газы из процесса сгорания.

Поскольку изменение климата продолжает формировать окружающий нас мир, правительства действуют. Для обычного автовладельца это часто означает проблемы. Автопроизводители вынуждены еще больше сокращать выбросы выхлопных газов, чем за последние 20 лет, из-за ужесточающегося законодательства. Производители дизельных и бензиновых двигателей делают все возможное, чтобы догнать электромобили и гибриды и соответствовать новым стандартам выбросов.

Системы рециркуляции отработавших газов (EGR) — один из способов, с помощью которого традиционные двигатели пытаются этого достичь. Эта ingenious система помогает уменьшить количество оксида азота — одного из самых вредных побочных продуктов процесса сгорания — выходящего из выхлопной трубы вашего автомобиля. На бензиновых двигателях система также снижает расход топлива при работе двигателя на частичной нагрузке. Но что такое система EGR, как работает клапан EGR и каковы распространенные проблемы с EGR? Если вы устали искать ответы на эти вопросы, не ищите дальше!

ЧТО ТАКОЕ СИСТЕМА РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ?

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

Основная цель — снизить эти выбросы NOx (оксида азота), и достигается это путем рециркуляции выхлопных газов в камеру сгорания, где они охлаждают горение. Газы, которые уже были использованы в сгорании, не участвуют в следующем процессе сгорания, но они все же способствуют снижению NOx, а также температуры самой камеры.

Часть причины, по которой важно поддерживать низкую температуру в камере, заключается в том, что если температура сгорания высока, это может привести к перегреву двигателя, а также к увеличению количества оксида азота в камере сгорания двигателя. Температура сгорания в камере сгорания снижается за счет рециркуляции части выхлопных газов к свежему впускному воздуху, и более низкая температура сгорания приводит к меньшему количеству оксида азота и меньшему риску перегрева двигателя.

КАК РАБОТАЕТ СИСТЕМА И ЗАЧЕМ ОНА ВАМ НУЖНА?

В рамках процесса сгорания воздух поступает в камеру сгорания через впускной коллектор и смешивается с топливом. При сжатии или воспламенении (в зависимости от системы) давление толкает поршень вниз, приводя в движение двигатель, и выхлопные газы выходят через выпускной коллектор. Если двигатель работает на полной нагрузке, то есть на максимальной мощности, например, при интенсивном ускорении, этот процесс работает идеально, и все атомы кислорода в воздухе, попавшие во впускной коллектор, используются в процессе сгорания.

Обычно же двигатель работает только на частичной нагрузке. Когда вы просто едете по дороге, работаете на холостом ходу или медленно ищете парковочное место, двигатель не работает на полную мощность, что мы называем частичной нагрузкой. Это становится проблемой с точки зрения выбросов. Поскольку впрыскивается меньше топлива (потому что двигатель не вынужден работать так усердно), не все атомы кислорода используются в процессе сгорания. Оставшиеся атомы соединяются с азотом (который составляет 70% воздуха, поступающего через впускной коллектор), образуя NOx (оксид азота). К сожалению, это токсичный загрязнитель воздуха, и именно этого стремится избежать новое государственное законодательство. Здесь в игру вступает EGR.

На заключительной фазе выпуска 4-тактного процесса сгорания, когда выхлопные газы покидают цилиндр, часть выхлопных газов перенаправляется обратно и перекачивается в камеру сгорания. Перед тем как попасть туда, они проходят через клапан рециркуляции отработавших газов. Местоположение клапана EGR зависит от системы вашего автомобиля, но он всегда находится перед впускным коллектором, чтобы регулировать количество рециркулируемого газа.

Газ, уже использованный в сгорании, смешивается со свежим воздухом, который также поступает в камеру, и газ, попадающий в камеру, представляет собой комбинацию уже использованного в процессе сгорания газа и свежего воздуха. Клапан регулирует количество этого разрешенного газа.

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

Чем ниже нагрузка, тем больше рециркулируется выхлопных газов, потому что в цилиндр будет впрыскиваться меньше топлива и, следовательно, будет больше вредных побочных продуктов NOx.

Если нагрузка выше, допускается больше свежего воздуха и кислорода, и, следовательно, рециркулируется меньше выхлопных газов. Поскольку уже использованный газ инертен (он не реагирует), нет риска, что он прореагирует с кислородом с образованием большего количества выбросов.

Температура газа также влияет на процесс сгорания и представляет собой еще одно преимущество. Поскольку выхлопные газы горячие, это уменьшает время, необходимое для того, чтобы газ в цилиндре достиг температуры, необходимой для оказания давления на поршень, и таким образом устраняет «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. Газы сжатия повышают температуру, необходимую для оказания давления на поршень. Но инертные газы поглощают эту температуру, поскольку они находятся при более низкой температуре, чем сжатый газ. Тепло поглощается рециркулируемыми газами, а это означает, что меньше побочных продуктов NOx и ниже риск перегрева двигателя.

КАКОВЫ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ С EGR?

EGR постоянно используется вместе с двигателем, и поэтому система подвергается очень высоким нагрузкам, что может вызвать проблемы, особенно на автомобилях с большим пробегом. Поскольку клапан является самой важной частью системы, большинство проблем связано с ним.

Довольно очевидно, если есть проблема с вашим клапаном EGR, так как ваш автомобиль будет испытывать плохие симптомы неисправного клапана EGR, такие как неровный холостой ход и провалы при ускорении. Ваша топливная экономичность также снизится из-за неисправного клапана EGR, и вы можете увидеть индикатор проверки двигателя на приборной панели, за которым последует код, читаемый компьютером OBD-II или более новым компьютером вашего автомобиля.

Причины

Вероятными причинами этих симптомов будет заклинивший клапан EGR. Накопление отложений в клапане EGR со временем приводит к тому, что клапан пропускает меньше или совсем не пропускает рециркулируемый газ, что означает, что производительность вашего автомобиля начнет страдать (ЭБУ будет предполагать, что правильное количество газа для сгорания присутствует, поскольку он предполагает, что клапан работает). Это особенно часто случается с дизельным клапаном EGR. Это накопление является частью обычной работы автомобиля и может быть устранено путем очистки или замены клапана.

Очистка клапана EGR не так сложна, как может показаться, и вы определенно можете сделать это самостоятельно. Как только вы найдете и снимите клапан EGR (местоположение варьируется от автомобиля к автомобилю, поэтому проверьте руководство по эксплуатации), слегка встряхните его. Если вы слышите, как что-то двигается вперед-назад внутри, это диафрагма — а значит, есть хороший шанс, что ваш клапан EGR все еще в хорошем состоянии и просто нуждается в очистке, чтобы вернуться к нормальной работе. Если вы ничего не слышите, ваш клапан EGR, возможно, заклинил. Это не окончательный тест, но это хорошая отправная точка.

Если у вас более новый клапан EGR, он, вероятно, будет электронным и, следовательно, будет иметь подключенный жгут проводов. В этом случае важно избегать попадания едких чистящих средств на проводку и разъемы, и, конечно, двигатель также должен быть выключен. Вам также понадобятся надежная защита для глаз и химически стойкие перчатки.

ОЧИСТКА КЛАПАНА EGR

Сначала снимите вакуумный шланг, который представляет собой резиновую трубку, подключенную к вашему клапану EGR. Если он хрупкий, сломанный, изношенный, поврежден каким-либо образом или выглядит неидеально, замените его. Проблемы с вакуумом являются причиной всевозможных проблем с двигателем, включая неисправный клапан EGR.

Затем отсоедините электрический жгут и отсоедините клапан EGR. Если он не снимается сразу после удаления гаек или болтов, вы можете ослабить его, слегка постучав по нему деревяшкой или маленьким молотком.

Затем снимите прокладку и проверьте, что она в хорошем состоянии, не порвана, не изношена и не разрушена. Если она выглядит не очень свежей, вы можете установить новую одновременно.

Очистка всего узла клапана — это двухэтапный процесс. Сначала замочите сам клапан в миске, наполненной очистителем карбюратора. Очиститель карбюратора ужасно пахнет и неприятен, поэтому замачивайте его на улице или в очень хорошо проветриваемом помещении. Оставьте его замачиваться на ночь, если это возможно. Если нет, переходите к следующему шагу.

После того как вы оставили клапан EGR замачиваться в очистителе на ночь (если возможно), вам нужно очистить его каналы, отверстия и поверхности маленькой щеткой. Зубные щетки и ершики для труб, смоченные тем же очистителем карбюратора, который вы использовали ранее, отлично подходят для этого. Обязательно используйте защиту для глаз и перчатки на этом этапе, чтобы избежать травм. Вы хотите очистить как можно больше клапана и проникнуть в как можно больше уголков и щелей — чем больше черного осадка вы удалите, тем выше ваши шансы решить проблему.

Как только он станет чистым и без нагара, вы можете переустановить ваш чистый клапан EGR. Не забудьте снова подключить вакуумный шланг и электрические соединения, если применимо. Если у вас все еще есть проблемы после очистки клапана, возможно, его потребуется заменить.