Нічого хитрого. Гази, що відпрацювали, через калібрований отвір у самому клапані EGR перенаправляються у впускний колектор.
Надалі відпрацьовані гази змішуються з повітрям, і надходять у циліндри дизеля. Щоб солярка згоряла в циліндрі, потрібне повітря. У повітрі є кисень. Однак, на 75% повітря складається з азоту.
У звичайних кліматичних умовах азот представляється нам нейтральним газом, який мало на що реагує, проте, всередині циліндра дизеля настільки гаряче і жарко, що азот не може встояти під натиском високих температур, і починає окислюватися на цілі групи оксидів NOx, які при з’єднанні з водою утворюють пари азотної кислоти.
Азотна кислота, у свою чергу, згубно впливає на легкі людини, і на серцево-судинну систему.
Ось тому, екологи вимагають від моторобудівників обмеження викидів NOx, і в масових конструкціях дизельних (заради справедливості – і бензинових) двигунів є система рециркуляції відпрацьованих газів, де головною деталлю є клапан EGR.
Окиси NOx утворюються у дизельному двигуні, коли починає зростати температура згоряння всередині циліндра. Втім, це твердження справедливе і для бензинових двигунів, ось тільки у дизеля температури ростуть зі зростанням навантаження на мотор.
Відпрацьовані гази, по суті своїй, є “інертним тілом”, і гази, що відпрацювали, здатні знизити температуру згоряння всередині циліндра, таким чином, запобігаючи хімічній реакції азоту і утворення оксидів NOx.
Нижче описано зразкові алгоритми роботи клапана EGR. Клапан EGR закривається, і вихлопні гази не потрапляють у впускний колектор при:
– пуск двигуна;
– при гальмуванні двигуном;
– Темп. охл.рід. нижче +60;
– Темп. охл.рід. вище +102;
– частоті обертання колін.вала нижче 1000 об.хв протягом більше 20 сек.;
– частоті обертання колін.валу вище 3200 об.хв;
– Кількість всмоктуваного палива більше 25 мг/хід поршня.
В процесі експлуатації дизельного двигуна при “прогазуванні”, а також у дизелях з пробігом, вихлопні гази можуть містити солярку, що недогоріла, і масляні відкладення. “Кристалізуючись” на поверхнях деталей клапана EGR, ці відкладення можуть утворювати сажу, і клапан втрачає герметичність.
Гази, що відпрацювали, постійно починають надходити в циліндри двигуна, температура згоряння в циліндрах падає, що супроводжується втратою потужності, і відсутності драйву машини в цілому. Більш того – “заростає” брудом впускний колектор, що погіршує його прохідність, що впливає на якість робочої суміші дизеля, і що погіршує його експлуатаційні характеристики: зростає витрата солярки.
“Незакритий” клапан EGR впливає не продуктивність турбіни в дизелях так як частина відпрацьованих газів йдуть в обхід турбінного колеса, і сам турбонаддув не в змозі забезпечити необхідне закачування повітря.
Серед фахівців, які займаються ремонтом дизельних автомобілів на професійному рівні, є суперечка з приводу клапана EGR. Справа все в тому, що деякі вважають за краще на моторах з пробігом тривіально “глушити” (я заглушив поставивши вакумний клапан у розрив вакумної магістралі), закривати канал клапана EGR, і гази, що відпрацювали, не мають можливості проникати в циліндри дизеля.
Як наслідок, зростає температура, і покращується тягово-потужні характеристики дизеля.
Так ось, деякі тех.спеціалісти схильні вважати, що у системи рециркуляції дизеля, крім екологічних функцій зі зменшення викидів оксидів азоту NOx, є друге завдання – запобігати перегріву камери згоряння дизельного двигуна, і запобігати таким чином утворенню тріщин в головці блоку.
автор: Geo
Інженерів ставлять кожні три роки на рак, змушуючи “вписати” двигун у чергові екологічні норми.
Ви не замислювалися про геометричну залежність зменшення норм токсичності?
За Євро-3 викиди: СН до 0,2 г/км, CO до 2,3 г/км та NOy до 0,15 г/км
За Євро-4 викиди: СН до 0,1 г/км, CO до 1,0 г/км та NOy до 0,08 г/км
Такими темпами через десять років двигун внутрішнього згоряння повинен буде з вихлопної труби видавати повітря чистіше ніж навколишній нас.
Мінуси системи EGR.
1 Знижується загальний ККД двигуна (втрачається потужність)
2 Годуємо двигун сажею (абразив, смоли і т.п. бяка)
3 Вихід двигуна на буст збільшується.
З відключеною системою EGR усі вихлопні гази віддають свою енергію турбінному колесу, затримка (турбо лаг) набагато менша, внаслідок цього немає “провалу” по тиску надування і немає диму.
4 Збільшення викидів твердих частинок (сажі), частково від цього поставили на Євро4 гаряче не улюблений мною фільтр сажі.
Плюси.
1 Екологія.
Небагато теорії про систему EGR.
Почнемо з того, що повітря, яке ми спалюємо в ДВС, складається не тільки з кисню.
Найбільше в атмосфері азоту, що на Землі перебуває здебільшого у вільному стані.
В атмосфері його вміст за обсягом 78%, масою 75,5%.
Через свою значну інертність азот при звичайних умовах реагує тільки з літієм.
Так як ДВС це окремий випадок теплового двигуна, то для того щоб мати максимальний ККД температуру і тиск при якій спалюють вуглеводні (ДП у нашому випадку) намагаються зробити якомога вище, єдиним обмеженням є лише “теплова” міцність.
Але тут постає проблема, азот.
Як було сказано вище азот це інертний газ, але при високій температурі (понад 2300 К) і тиск він окислюється, причому чим вище концентрація кисню тим більше вийдуть оксидів азоту.
Для забезпечення норм токсичності, застосовується система (Exhaust Gas Recirculation) – “рециркуляція відпрацьованих газів”.
Основним призначенням системи EGR є завдання зниження вмісту у вихлопі саме оксидів азоту.
Як відомо, у вихлопних газах автомобіля міститься досить велика кількість шкідливих для здоров’я людини хімічних сполук.
Оксид вуглецю (CO – чадний газ), оксиди азоту (NO, NO2, N2O, N2O3, N2O5, надалі – NOx), вуглеводні (CnHm – етан, метан, етилен, бензол, пропан, ацетилен та ін.
У вихлопних газах автомобіля понад 90% усієї кількості NOx становить оксид азоту NO, який ще в системі випуску, а потім і в атмосфері легко окислюється в діоксид (NO2).
Оксиди азоту згубно впливають на людину, руйнуючи легені, подразнюючи слизові оболонки очей, носа.
Контактируя з верхніми дихальними шляхами утворюють азотну та азотисту кислоти.
NO2 (діоксид) – бере участь у освіті смогу, дуже шкідливий хімічний елемент, у 10 разів більш небезпечніший, ніж СО.
Закис азоту (N2O – геміоксид, що веселить газ), єдиний приємний у буквальному слові слова компонент у вихлопі автомобіля.
Має наркотичну дію, застосовується при анестезії.
ЕБУ двигуна аналізуючи безліч параметрів (температуру ОЖ, температуру Повітря після інтеркулера, показання ДК тощо) у режимі часткових навантажень підмішує у впуск вихлопні гази, тим самим знижуючи масову частку кисню та підвищуючи концентрацію вуглекислого газу, наслідок – зниження оксиду азоту у випуску.
Різкий старт двигуна (режим кік даун), при не відключеному EGR час реакції турбіни на команду акселератора набагато більше, ніж за відсутності. Система EGR витрачає в неодружену частину вихлопних газів пускаючи їх у впускний колектор.
автор: tro-nik
