Сістэма рэцыркуляцыі выхлапных газаў
Змест
З павышэннем патрабаванняў экалагічных стандартаў у сучасны аўтамабіль паступова дадаюцца дадатковыя сістэмы, якія змяняюць рэжымы працы ДВС, карэктуюць склад паветрана-паліўнай сумесі, нейтралізуюць вуглевадародныя злучэнні, якія змяшчаюцца ў выхлапе і г.д.
Да такіх прылад ставіцца каталітычны нейтралізатар, адсорбера, AdBlue і іншыя сістэмы. Пра іх мы ўжо падрабязна гаварылі. Цяпер засяродзімся на яшчэ адной сістэме, за спраўнасцю якой абавязаны сачыць кожны аўтамабіліст. Гэта рэцыркуляцыя выхлапных газаў. Разгледзім, як выглядае чарцёж сістэмы, як яна працуе, якія бываюць разнавіднасці, а таксама якія ў яе вартасці.
Што такое сістэма рэцыркуляцыі газаў аўтамабіля
У тэхнічнай літаратуры і ў апісанні да аўтамабіля дадзеная сістэма называецца EGR. Расшыфроўка гэтай абрэвіятуры з ангельскага даслоўна азначае «рэцыркуляцыі выхлапных газаў». Калі не ўдавацца ў падрабязнасці розных мадыфікацый сістэм, па сутнасці, гэта рециркуляционный клапан, які усталёўваецца на патрубке, які злучае впускной і выпускны калектар.
Дадзеная сістэма ўсталёўваецца на ўсе сучасныя рухавікі, абсталяваныя электронным блокам кіравання. Электроніка дазваляе больш дакладна падладжваць розныя механізмы і працэсы ў сілавым агрэгаце, а таксама ў сістэмах, праца якіх цесна звязана з функцыянаваннем ДВС.
Засланка ЕГР ў пэўны момант прыадчыняецца, дзякуючы чаму выхлап часткова паступае ва впускную сістэму рухавіка (дадаткова пра прыладу і прынцыпе яе працы чытайце у іншым аглядзе). У выніку паток свежага струменя паветра часткова змешваецца з ОГ. У сувязі з гэтым узнікае пытанне: навошта ва впускной сістэме патрэбныя адпрацаваныя газы, калі для эфектыўнай працы матора трэба дастатковую колькасць кіслароду? Калі ў выхлапных газах маецца некаторая колькасць несгоревшего кіслароду, гэта зможа паказаць лямбда-зонд (аб ім падрабязна распавядаецца тут). Паспрабуем разабрацца з гэтым ўяўным супярэчнасцю.
Прызначэнне сістэмы рэцыркуляцыі выхлапных газаў
Ні для каго не з'яўляецца сакрэтам, што пры згаранні сціснутага ў цыліндры паліва і паветра вылучаецца не толькі прыстойная энергія. Дадзены працэс суправаджаецца вылучэннем вялікай колькасці таксічных рэчываў. Самымі небяспечнымі з іх з'яўляюцца азоцістыя аксіды. Часткова з імі змагаецца каталітычны нейтралізатар, які ўсталяваны ў выхлапной сістэме аўто (з якіх элементаў складаецца дадзеная сістэма, і як яна функцыянуе, чытайце асобна).
Яшчэ адна магчымасць знізіць ўтрыманне такіх рэчываў у выхлапе, гэта змяніць склад паветрана-паліўнай сумесі. Напрыклад, электронны блок кіравання павялічвае або памяншае колькасць ўпырскваюць у свежую порцыю паветра паліва. Гэта называецца збядненне / ўзбагачэнне ВТС.
З іншага боку, чым больш у цыліндр будзе паступаць кіслароду, тым вышэй тэмпература згарання сумесі паветра і паліва. Падчас гэтага працэсу пры сукупнасці тэрмічнага распаду бензіну або саляркі і высокай тэмпературы вылучаецца азот. Гэты хімічны элемент ўступае ў акісляльную рэакцыю з кіслародам, які не паспеў згарэць. Прычым хуткасць адукацыі гэтых аксідаў напрамую звязана з тэмпературай працоўнага асяроддзя.
Як раз і прызначэнне сістэмы рэцыркуляцыі у тым, каб знізіць колькасць кіслароду ў свежай порцыі паветра. Дзякуючы наяўнасці невялікай колькасці ОГ ў складзе ВТС забяспечваецца невялікае астуджэнне працэсу гарэння ў цыліндрах. Пры гэтым энергія самога працэсу не мяняецца, так як у цыліндр працягвае паступаць ранейшы аб'ём, у якім знаходзіцца тая колькасць кіслароду, неабходнае для ўзгарання паліва.
Газавы струмень ўмоўна лічыцца інэртным, бо з'яўляецца прадуктам згарання ВТС. Па гэтай прычыне сам па сабе ён ужо не здольны гарэць. Калі некаторы колькасць адпрацаваных газаў падмяшаць у свежую порцыю паветрана-паліўнай сумесі, трохі знізіцца тэмпература гарэння. За кошт гэтага працэс акіслення азоту будзе адбывацца не так актыўна. Праўда, рэцыркуляцыя трохі зніжае магутнасць сілавога агрэгата, але машына захоўвае сваю дынамічнасць. Гэты недахоп настолькі нязначны, што ў звычайным транспарце розніцу практычна немагчыма заўважыць. Прычына ў тым, што гэты працэс не адбываецца на магутнаснага рэжымах ДВС, калі яго абароты павышаюцца. Ён працуе толькі на нізкіх і сярэдніх аб / мін (у бензінавых агрэгатах) або халастых і нізкіх абарачэннях (у выпадку з дызелямі).
Такім чынам, прызначэнне сістэмы EGR у тым, каб знізіць таксічнасць выхлапу. Дзякуючы гэтаму аўто мае больш шанцаў упісацца ў рамкі экалагічных стандартаў. Яна ўжываецца на любым сучасным рухавіку ўнутранага згарання, незалежна бензінавы ён ці дызельны. Адзіны нюанс - сістэма не сумяшчальная з некаторымі агрэгатамі, якія аснашчаны турбакампрэсарамі.
Агульныя прынцыпы працы сістэмы рэцыркуляцыі адпрацаваных газаў
Хоць сёння існуе некалькі разнавіднасцяў сістэм, у якіх рэалізуецца падлучэнне выпускнога калектара да впускному праз пневмоклапан, яны маюць агульны прынцып працы.
Адчыняцца клапан будзе не заўсёды. Калі халодны матор запускаецца, працуе на халастых абарачэннях, а таксама калі выходзіць на максімальную частату кручэння каленчатага вала, засланка павінна заставацца закрытай. У астатніх рэжымах сістэма будзе спрацоўваць, і камера згарання кожнай цыліндрапоршневай групы будзе атрымліваць невялікая колькасць прадуктаў згарання паліва.
Калі прылада будзе працаваць на халастых абарачэннях матора або ў працэсе выхаду яго на працоўную тэмпературу (пра тое, якой яна павінна быць, чытайце тут), Агрэгат пачне функцыянаваць нестабільна. Максімальная эфектыўнасць клапана ЕГР дасягаецца, толькі калі рухавік працуе на абарачэннях, набліжаных да сярэдніх. У астатніх рэжымах канцэнтрацыя аксідаў азоту нашмат менш.
Падчас прагрэву рухавіка тэмпература згарання ў камерах не настолькі высокая, каб утварылася вялікая колькасць азоцістых вокіслаў, і вяртанне невялікай колькасці выхлапу ў цыліндры не патрэбны. Тое ж адбываецца на малых абарачэннях. Калі рухавік выходзіць на максималку, ён павінен развіць максімальную магутнасць. Калі клапан будзе спрацоўваць, гэта будзе толькі перашкаджаць, таму на дадзеным рэжыме сістэма будзе знаходзіцца ў неактыўным стане.
Незалежна ад тыпу сістэм, ключавым элементам у іх з'яўляецца засланка, перакрывае доступ выхлапных газаў ва впускную сістэму. Так як высокая тэмпература газавага патоку займае больш за аб'ём, чым астуджаны аналаг, ОГ маюць патрэбу ў астуджэнні, каб не зніжалася эфектыўнасць згарання ВТС. Для гэтага існуе дадатковы ахаладжальнік або інтэркулер, звязаны з сістэмай астуджэння рухавіка. Схема ў кожнай мадэлі аўтамабіля можа быць рознай, але яна будзе мець радыятар, які стабілізуе працэс падтрымання аптымальнай тэмпературы для прылады.
Што тычыцца дызельных матораў, то ў іх клапан знаходзіцца ў адкрытым стане на ХХ. Разрэджанне ва впускной сістэме забяспечвае ўсмоктванне ОГ ў цыліндры. На гэтым рэжыме ў рухавік паступае каля 50 адсоткаў выхлапных газаў (у суадносінах са свежым паветрам). Па меры павышэння абаротаў прывад засланкі паступова перакладае яе ў закрытае становішча. Так у асноўным працуе дызель.
Калі казаць пра бензінавай агрэгат, то вялікая канцэнтрацыя ОГ ва впускном гасцінцы багатая дрэннай працай ДВС. Таму ў дадзеным выпадку праца сістэмы трохі адрозніваецца. Клапан адкрываецца пры дасягненні рухавіком сярэдніх абаротаў. Прычым ўтрыманне выхлапу ў свежай порцыі ВТС не павінна перавышаць 10 адсоткаў.
Аб некарэктнай рэгенерацыі кіроўца пазнае па сігнале Check Engine на прыборнай панэлі. Вось асноўныя паломкі, якія можа мець такая сістэма:
- Зламаўся датчык адкрыцця засланкі. Звычайна акрамя некарэктнай дазоўкі і якая загарэлася на прыборку лямпачцы нічога крытычнага не адбываецца.
- Паломка клапана або яго датчыка. Асноўная прычына такой няспраўнасці - пастаянны кантакт з распаленымі газамі, якія выходзяць з матора. У залежнасці ад тыпу сістэмы паломка гэтага элемента можа суправаджацца збядненнем ці наадварот узбагачэннем ВТС. Калі ў маторах выкарыстоўваецца камбінаваная сістэма, аснашчаная датчыкамі тыпу MAF і MAP, то пры халастых абарачэннях сумесь становіцца празмерна узбагачанай, а пры вялікай частаце кручэння коленвала ВТС рэзка збядняецца.
Калі выходзіць з ладу сістэма, бензін або дызель няякасна згарае, з-за чаго адбываюцца спадарожныя няспраўнасці, напрыклад, рэзка зніжаецца працоўны рэсурс каталізатара. Вось як на практыцы выглядае паводзіны матора пры няспраўным механізме вяртання ОГ.
Каб стабілізаваць халасты ход, блок кіравання карэктуе працу паліўнай сістэмы і запальвання (калі гэта бензінавы агрэгат). Аднак з гэтай задачай на пераходным рэжыме ён не можа справіцца, так як адкрыццё дроселя моцна павялічвае разрэджанне, а ціск выхлапу рэзка ўзрастае, з-за чаго праз адкрытую засланку паступае больш ОГ.
У выніку матор не атрымлівае той колькасці кіслароду, якое неабходна для поўнага згарання паліва. У залежнасці ад ступені паломкі машына можа тузацца, могуць назірацца пропускі запальвання, нестабільнасць ці поўная адсутнасць ХХ, ДВС можа дрэнна заводзіцца і г.д.
Ва впускном калектары агрэгата знаходзіцца змазка ў выглядзе туману. Пры яе пастаянным кантакце з распаленымі выхлапнымі газамі ўнутраныя паверхні калектара, клапаны, вонкавая паверхня фарсунак і свечкі запальвання хутка пакрыюцца нагарам. У некаторых выпадках ўзгаранне паліва можа адбывацца перш, чым ВТС патрапіць у цыліндр (калі рэзка націснуць педаль газу).
Што тычыцца нестабільнага халастога ходу, то ў выпадку выхаду з ладу клапана Сваіх ён можа альбо цалкам знікнуць, а можа падвысіцца да крытычных межаў. Калі машына абсталявана аўтаматычнай трансмісіяй, то аўтамабілісту ў другім выпадку хутка прыйдзецца выдаткавацца на рамонт АКПП. Так як кожны вытворца па-свойму рэалізуе працэс рэцыркуляцыі выхлапных газаў, няспраўнасць дадзенай сістэмы нясе індывідуальны характар. Таксама на наступствы гэтага мае непасрэдны ўплыў тэхнічны стан сілавога агрэгата, сістэмы запальвання, паліўнай сістэмы.
Калі «адключыць» сістэму, то гэта зробіць працу дызеля больш жорсткім на халастых абаротах. У бензінавым маторы будзе назірацца неэфектыўны расход паліва. У асобных выпадках каталізатар хутчэй засмечваецца з-за вялікай колькасці сажы, якая з'яўляецца ў выніку выкарыстання некарэктнага складу паветрана-паліўнай сумесі. Прычына заключаецца ў тым, што электроніка сучаснага аўтамабіля разлічана на наяўнасць дадзенай сістэмы. Каб блок кіравання не рабіў папраўку на выкананне рэцыркуляцыі, трэба выканаць яго перапрашыўкі, як пры чып-цюнінгу (аб дадзенай працэдуры чытайце тут).
Тыпы сістэм рэцыркуляцыі
У сучасным аўтамабілі на сілавы агрэгат можа ўсталёўвацца адзін з трох тыпаў сістэм EGR:
- У адпаведнасці з экостандартом Евро4. Гэта сістэма з высокім ціскам. Засланка знаходзіцца непасрэдна паміж впускным і выпускным калектарамі. На выхадзе з матора механізм стаіць перад турбінай. У дадзеным выпадку выкарыстоўваецца Электрапнеўматычныя клапан (раней выкарыстоўваўся пневмомеханический аналаг). Дзеянне такой схемы наступнае. дросельная засланка закрыта - матор працуе на халастых абарачэннях. Вакуум ва впускном гасцінцы невялікі, таму засланка зачыненая. Пры націску на акселератар разрэджанне ў паражніны павялічваецца. У выніку ва впускной сістэме ствараецца супрацьціск, з-за якога клапан цалкам адчыняецца. У цыліндры вяртаецца пэўную колькасць ОГ. Турбіна ў такім выпадку не будзе працаваць, бо ціск выхлапных газаў невяліка, і яны не могуць раскруціць яе крыльчатку. Пневмомеханические клапаны пасля адкрыцця не зачыняюцца да таго часу, пакуль абароты матора не ўпадуць да адпаведнага значэння. У больш сучасных сістэмах канструкцыя рэцыркуляцыі ўключае дадатковыя клапаны і датчыкі, якія карэктуюць працэс у адпаведнасці з рэжымамі матора.
- У адпаведнасці з экостандартом Евро5. Дадзеная сістэма з нізкім ціскам. У гэтым выпадку канструкцыя трохі змененая. Засланка стаіць на ўчастку за сажевым фільтрам (пра тое, навошта ён патрэбны, і як працуе, чытайце тут) У выхлапной сістэме, а ва впускной - перад турбонагнетателем. Годнасць такой мадыфікацыі ў тым, што выхлапныя газы паспяваюць трохі астудзіцца, а дзякуючы праходжання праз фільтр яны ачышчаюцца ад сажы і іншых кампанентаў, з-за якіх прыладу ў папярэдняй сістэме мае меншы працоўны рэсурс. Такая кампаноўка забяспечвае вяртанне ОГ таксама ў рэжыме турбонаддува, так як выхлап цалкам праходзіць праз крыльчатку турбіны, і раскручвае яе. Дзякуючы такому прыстасаванню сістэма не зніжае магутнасць матора (як кажуць некаторыя аўтамабілісты, яна не «душыць» рухавік). У многіх сучасных мадэлях аўто адбываецца рэгенерацыя сажевый фільтра і каталізатара. Дзякуючы таму, што клапан і яго датчык стаяць далей ад тэрмічнаму нагружанага вузла аўтамабіля, яны не так часта выходзяць з ладу пасля правядзення некалькіх такіх працэдур. У працэсе выканання рэгенерацыі клапан будзе зачынены, так як матору патрабуецца дадатковае паліва і больш кіслароду, каб часова павысіць тэмпературу ў сажевый фільтра і спаліць сажу, якая ў ім знаходзіцца.
- У адпаведнасці з экостандартом Евро6. Гэта камбінаваная сістэма. Яе канструкцыя складаецца з элементаў, якія ўваходзяць у склад прылад, апісаных вышэй. Бо кожная з згаданых сістэм спрацоўвае толькі ў сваім рэжыме, то і впускная з выпускной сістэмы ДВС аснашчаны клапанамі ад абодвух відаў рециркуляционных механізмаў. Калі ціск ва впускном калектары нізкае, спрацоўвае прыступку, характэрная для паказчыка Евро5 (нізкі ціск), а пры павышэнні нагрузкі ў працу ўключаецца прыступку, якая ўжываецца ў машынах, адпаведных экостандарту Евро4 (высокае ціск).
Так працуюць сістэмы, якія адносяцца да тыпу вонкавай рэцыркуляцыі (працэс працякае за межамі сілавога агрэгата). Акрамя яе існуе выгляд, які забяспечвае ўнутраную падачу адпрацаваных газаў. Яна здольная адпрацаваць частка выхлапу, як калі б ён паступаў ва впускной калектар. Толькі гэты працэс забяспечваецца шляхам малаважнага проворачивания размеркавальных валаў. Для гэтага ў газаразмеркавальным механізме дадаткова усталёўваецца фазовращатель. Гэты элемент на пэўным рэжыме працы ДВС трохі змяняе фазы газаразмеркавання (пра тое, што гэта такое, і якое значэнне для матора яны маюць, распавядаецца асобна).
У гэтым выпадку ў пэўны момант адкрываюцца абодва клапана цыліндру. Канцэнтрацыя ОГ ў свежай порцыі ВТС залежыць ад таго, як доўга будуць адкрыты гэтыя клапаны. Падчас выканання такой працэдуры впускное адтуліну адкрываецца раней, чым поршань дасягне верхняй мёртвай кропкі, а выпускны канал зачыняецца непасрэдна перад ВМТ поршня. Дзякуючы гэтаму нязначнага перыяду невялікая колькасць выхлапу перацякае ва впускную сістэму, а затым ўсмоктваецца ў цыліндр пры руху поршня да НМТ.
Перавагай такой мадыфікацыі з'яўляецца больш раўнамернае размеркаванне ОГ па цыліндрах, а таксама хуткасць працы сістэмы нашмат вышэй, чым у выпадку з вонкавага рэцыркуляцыі.
У схему сучасных сістэм рэцыркуляцыі ўваходзіць дадатковы радыятар, цеплаабменнік якога дазваляе хутка астудзіць ОГ, перш чым яны паступяць ва впускной гасцінец. Немагчыма пазначыць дакладную камплектацыю такой сістэмы, так як аўтавытворцы рэалізуюць дадзены працэс па розных схемах, і ў прыладзе могуць знаходзіцца дадатковыя кіраўнікі элементы.
Клапаны рэцыркуляцыі газаў
Асобна варта згадаць разнавіднасці клапанаў ЕГР. Яны адрозніваюцца адзін ад аднаго тым, што ў іх за кіраванне. Па гэтай класіфікацыі ўсе механізмы падзяляюцца на:
- Пневмомеханические клапаны. Такі тып прылад ўжо выкарыстоўваюцца рэдка. Яны маюць вакуумны прынцып працы. Засланка адкрываецца за кошт разрэджання, якое ствараецца ва впускном гасцінцы.
- Электрапнеўматычныя. Да пневмоклапану ў такой сістэме падключаецца кіраваны ЭБУ электроклапан. Электроніка бартавы сістэмы аналізуе рэжымы матора, і ў адпаведнасці з гэтым падладжвае працу засланкі. Электронны блок кіравання атрымлівае сігналы ад датчыкаў тэмпературы і ціску паветра, тэмпературы ОЖ і г.д. і ў залежнасці ад атрыманых дадзеных актывуе электрапрывад прылады. Асаблівасць такіх клапанаў заключаецца ў тым, што засланка ў іх альбо адкрыта, альбо зачыненая. Разрэджанне ў сістэме ўпускаючы можа ствараць дадатковы вакуумны помпа.
- Электронныя. Гэта самая апошняя распрацоўка механізмаў. Электроклапан працуюць непасрэдна ад сігналаў, якія паступаюць з ЭБУ. Перавага такой мадыфікацыі ў іх плыўнай працы. Яна забяспечваецца дзякуючы тром становішча засланкі. Гэта дазваляе сістэме аўтаматычна змяняць дозу ОГ ў адпаведнасці з рэжымам ДВС. Для кіравання клапанам сістэма не задзейнічае разрэджанне ва впускном гасцінцы.
Перавагі сістэмы рэцыркуляцыі
Насуперак распаўсюджанаму меркаванню, што сістэма, якая падвышае экалагічнасць транспартнага сродку, не ідзе на карысць сілавога агрэгата, рэцыркуляцыя ОГ мае некаторыя вартасці. Камусьці можа быць незразумела, навошта ўсталёўваць сістэму, якая зніжае магутнасць ДВС, калі можна выкарыстоўваць дадатковыя нейтралізатары (але ў гэтым выпадку выхлапная сістэма будзе ў літаральным сэнсе «залаты», так як для нейтралізацыі таксічных рэчываў выкарыстоўваюцца каштоўныя металы). Па гэтай прычыне ўладальнікі такіх машын часам задаюцца мэтай адключыць сістэму. Нягледзячы на ўяўныя недахопы, рэцыркуляцыя ОГ ў чымсьці нават ідзе на карысць сілавога агрэгата.
Вось некаторыя довады на карысць дадзенага працэсу:
- У бензінавым рухавіку з-за нізкага актанавага ліку (пра тое, што гэта такое, і якую ролю дадзены параметр уплывае на ДВС, чытайце асобна) Паліва нярэдка ўзнікае дэтанацыя. На наяўнасць гэтай няспраўнасці будзе ўказваць аднайменны датчык, аб якім падрабязна распавядаецца тут. Наяўнасць сістэмы рэцыркуляцыі ліквідуе гэты негатыўны эфект. Нягледзячы на ўяўнае супярэчнасць, наяўнасць клапана egr нават наадварот дазваляе павысіць магутнасць агрэгата, напрыклад, калі выставіць іншы кут апярэджання запальвання на больш ранні ўзгаранне.
- Наступны плюс таксама тычыцца бензінавых матораў. У дроселі такіх ДВС часта назіраецца вялікі перапад ціску, з-за чаго адбываецца невялікая страта магутнасці. Праца рэцыркуляцыі дазваляе знізіць і гэты эфект.
- Што тычыцца дызельных рухавікоў, то ў рэжыме ХХ сістэма забяспечвае больш мяккую працу ДВС.
- Калі машына праходзіць экалагічны кантроль (напрыклад, пры перасячэнні мяжы з краінамі Еўрасаюза, гэтая працэдура абавязковая), то наяўнасць рэцыркуляцыі павышае шанцы прайсці дадзеную праверку і атрымаць пропуск.
У большасці мадэлях аўто сістэму рэцыркуляцыі не так проста адключыць, а каб матор працаваў без яе стабільна, трэба будзе правесці дадатковыя налады электроннага блока кіравання. Ўстаноўка іншага праграмнага забеспячэння дазволіць ЭБУ не рэагаваць на адсутнасць сігналаў ад датчыкаў EGR. Але такіх завадскіх праграм няма, таму змяняючы налады электронікі, аўтаўладальнік дзейнічае на свой страх і рызыка.
У завяршэнне прапануем невялікае анімацыйнае відэа пра тое, як працуе рэцыркуляцыя ў маторы:
Пытанні і адказы:
Як праверыць клапан рэцыркуляцыі выхлапных газаў? Падаецца сілкаванне на кантакты клапана. Пры гэтым павінна раздацца пстрычка. Іншыя працэдуры залежаць ад месца ўстаноўкі. Галоўным чынам патрабуецца на які працуе рухавіку трохі прыціснуць мембрану вакууму.
Для чаго патрэбен клапан рэцыркуляцыі выхлапных газаў? Гэта элемент, неабходны для зніжэння ўтрымання шкодных рэчываў у выхлапе (частка газаў накіроўваецца ва впускной калектар) і павышэнні прадукцыйнасці агрэгата.
Дзе знаходзіцца клапан рэцыркуляцыі адпрацаваных газаў? Гэта залежыць ад канструкцыі матора. Яго трэба шукаць у раёне впускного калектара (на самім калектары або на трубаправодзе, якім злучаецца ўпуск з маторам).
Як працуе клапан выхлапных газаў? Калі дросель мацней адчыняецца, за рахунак розніцы ціску ва впускном і выпускным калектарах частка выхлапных газаў усмоктваецца ва впускную сістэму ДВС праз клапан EGR.
