Система рециркуляции отработавших газов (ЕГР) бензиновых двигателей Land Rover

Из данной статьи Вы узнаете для чего нужен ЕГР на бензиновых двигателях, как он работает, некоторые его нюансы и особенности. Функционал и задачи системы ЕГР разительно отличается на дизельных и бензиновых двигателях. Про систему рециркуляции отработавших газов (ЕГР) дизельных двигателей мы писали в отдельной статье на нашем сайте «Система рециркуляции отработавших газов (ЕГР) дизельных двигателей Land Rover».

Нужен ли вообще ЕГР на бензиновом моторе и для чего? Полезен он для двигателя или вреден? Какая польза от ЕГР бензиновому двигателю? Обратимся к истории автомобилестроения и моторостроения. Первые ЕГР на бензиновых двигателях в Америке появились в 60-е годы. Думал ли тогда кто-нибудь об экологии? Аналогично с отечественными автомобилями. Все, наверное, более-менее знакомы с автомобилями «Волга» и «Газель», с двигателями ЗМЗ-402 и карбюратором К-151. Там присутствовал ЕГР с завода. Ни о какой экологии тогда не шла речь. Карбюраторная «Волга» образца 70-х годов, Советский Союз и ЕГР. Парадоксально?

ЕГР на бензиновом двигателе конечно некоторым образом относится к экологии, но появился он вовсе не ради экологии. Основная задача системы ЕГР на бензиновом двигателе – это снижение температуры в камере сгорания. Если часть кислорода заместить отработавшими газами, то температура в камере сгорания неминуемо упадет. Здесь многие скажут, что ведь выхлопные газы на уровне выпускного коллектора горячие, порядка 800-900 градусов. Да, для человека горячие, а для того, что творится в камере сгорания они в общем-то достаточно холодные, да еще и по пути успевают остыть.

Система ЕГР на большинстве современных бензиновых двигателях становится активной только при определенных условиях. Первое условие, температура антифриза должна быть более 35 градусов. В принципе это логично, бензиновый мотор на низких температурах работает и так достаточно нестабильно, требует и смесь побогаче, кстати с богатой смесью температура ниже опять в камере сгорания, и добавлять ему нестабильности открытием клапана ЕГР, наверное, как-то не очень логично.

Второе условие, температура воздуха на впуске опять-таки должна быть больше 35 градусов. В принципе все то же самое, бензиновый двигатель в отличие от дизеля может комфортно работать в очень узком температурном диапазоне, и по антифризу, и по воздуху. Чуть больше, чуть меньше, начинается детонация, начинается неравномерная работа и прочие гадости.

Третье условие, двигатель не находится в режиме отключения подачи топлива. Когда этот режим включается и что это за режим? Вернемся к советским автомобилям с системой ЭПХХ (экономайзер принудительного холостого хода), когда двигатель вращается трансмиссией. Когда Вы тормозите двигателем, в это время топливоподача отключается. Нам надо снизить скорость, снизить обороты и один из самых простых и быстрых способов – это отключить подачу топлива в цилиндры. В этом случае часто задают вопрос: А если автомат? Да, автомат и что? Во-первых, можно заблокировать трансформатор и какое-то время коробка будет также продолжать вращать двигатель. Во-вторых, если мы, особенно, говорим о автомобилях Ягуар и Ленд Ровер, где все-таки используются много цилиндровые двигатели, не обязательно отключать топливо разом во все цилиндры, а можно отключать в нескольких по очереди. Тем самым двигатель будет замедляться интенсивнее, т.к. у него нет вспышки в нескольких цилиндрах, практически пропуски. Почему в этом режиме отключается ЕГР? Об этом написано выше, двигатель и без того не стабильно работает, и какой смысл ему еще добавлять выхлопные газы на впуск в камеру сгорания. На холостом ходу у него никакого запаса по крутящему моменту нет, зачем его и так ослаблять.

Четвертое условие, ЕГР после запуска двигателя не открывается первые 5 секунд. Речь идет о рестарте горячего двигателя. Этому у нас на сайте посвящена отдельная статья «Системы управления двигателем». Все современные системы управления двигателем оперирует не расходом воздуха, не нажатием на педаль водителем, а они оперируют одним-единственным понятием — крутящий момент. Крутящий момент, который вырабатывает двигатель, крутящий момент, который попросил водитель от двигателя и другие системы могут попросить. Откуда взялось 5 секунд? После запуска рассчитать корректно крутящий момент фактический и запрошенный тяжело. Проходит порядка 5-6 секунд прежде чем блок управления двигателем из старой стратегии расчета всего по воздуху переходит в моментную модель. Именно поэтому в течение первых 5 секунд он может работать несколько не стабильнее, и с забросом оборотов тот же самый прогрев катализаторов. Первые 5 секунд ЕГР не открывается для того, чтобы максимально стабильно все работало. Дальше, когда двигатель уходит в регулировку крутящего момента ЕГР уже может открываться.

Пятое условие, при оборотах двигателя выше 4000 об/мин – ЕГР закрыт. Почему выше 4000 об/мин? Вам от двигателя требуется максимальная мощность, когда обороты уже выше 4000 об/мин. Вы нажали педаль в пол и 4.2 SC или 4.4 AJ V8 Вас весело тащат вперед. Если в данном случае добавить выхлопные газы, то мощность двигателя неминуемо упадет, а Вам она нужна максимальной. Поэтому ЕГР закрыт и как можно больше воздуха стараемся впихнуть в цилиндры, неважно атмосферного или наддувочного воздуха. Управляется все это дело отдельным клапаном. Клапан сам по себе механический, блок управления двигателем рассчитывает на сколько его надо открыть, чтобы получить заданный поток в цилиндры.

А может ли быть система ЕГР без клапанов? Может, с помощью муфт, так называемый internal egr (встроенный ЕГР). Регулировкой перекрытия распредвалов можно добиться ухудшения продувки цилиндров на такте выпуска. Если такое сделать, то часть отработавших газов останется в цилиндре. Можно ли назвать это системой ЕГР? Конечно можно. Какая разница, еще раз повторимся, впустим мы газы по обходному каналу из выпуска на впуск или просто оставим их цилиндре. От перемены мест, слагаемых сумма не меняется.

Основной диапазон работы клапана ЕГР вне холостого хода, не под нагрузкой, прогретый двигатель, т.е. режимы так называемой частичной нагрузки. В городе у очень многих людей ЕГР может не открываться в принципе, особенно у тех, кто исповедует два положения педали (холостые обороты и в пол).

Какова задача ЕГР, помимо экологии? Экология опять сделаем отсылку к статье на нашем сайте про дизельные двигатели — это снижение выброса NOx со всеми вытекающими, но мы вспоминаем, что ЕГР появился на бензиновых моторах задолго до того, как экология вообще появилась. Основная задача клапана как уже говорилось выше – это снижение температуры. Самый большой нагрев происходит в режиме частичных нагрузок в камере сгорания. На холостом ходу там горит настолько мало смеси, что говорить о каком-то серьезном нагреве современного мотора смешно. Уже доходит до того, что современные бензиновые двигатели приобрели дизельную болезнь под названием «попробуй на холостых прогреть», т.е. КПД мотора настолько высок, что на холостом, если не остывает уже хорошо. Не работает клапан ЕГР в режиме максимальной нагрузки. Когда у Вас максимальная нагрузка, то там заливается столько топлива в цилиндры, что она достаточно хорошо все охлаждает испаряясь. А вот в режимах средней нагрузки, и топливо уже побольше, и температура растёт, и смесь бедная, которое тоже в угоду экологии бедное, которая выступает источником нагрева. Перепуская ЕГР в цилиндры Вы снижаете нагрев в камере сгорания.

Неоднократно доводилось видеть, что человек бездумно отключил ЕГР на бензиновом двигателе. Год ездил по городу, все было замечательно, никаких неисправностей. Поехал в отпуск, где-то на трассе встал на круиз-контроль, через час примерно езды на круиз-контроле получил сначала пропуски по зажиганию, потом сизый дым и все остальное. Почему так произошло? Он работал на круиз-контроля долго в режимах частичной нагрузки, когда по идеи и по логике ЕГР должен быть открытым, а ЕГР отсутствовал. Температура в камере сгорания нарастала-нарастала и в какой-то момент один или несколько поршней просто оплавились и получилась печаль.

Если говорить об отключении клапана ЕГР, но это возможно только на внешнем клапане, на internal egr Вы его в принципе отключить не можете никак, если говорить об отключении, то при отключении обязательно надо править карты топлива, карты зажигания и сделать это не так просто поскольку надо постоянно мониторить температуру в камере сгорания, а это не простая задача. Это первая полезная функция ЕГР и собственно почему американцы и наши этот ЕГР ввели задолго до того, как нормы экологии вообще появились.

Вторая задача ЕГР – это повышение КПД двигателя, особенно, атмосферного. За счет чего? Бензиновый двигатель внутреннего сгорания по своей сути является огромным насосом, который перекачивает воздух. Его задача сначала всосать воздух, потом сжать этот воздух, затем выплюнуть то, что получилось. Одна из основных потерь при работе двигателя, потерь КПД – это насосные потери, если мы говорим особенно об атмосферном. Для того, чтобы ему всосать воздух через впускной коллектор, воздушный фильтр, всю систему впуска приходится приложить некоторое усилие. А если объём воздуха, который ему необходимо всосать уменьшить? Выхлопные газы имеют относительно атмосферы давление более высокое и в цилиндры они попадают легче, чем всасывать воздух. Часть воздуха они замещают, можно ли говорить о том, что КПД двигателя вырастет? Теоретически да, мы де-факто можем сказать о том, что при открытом клапане ЕГР рабочий объем двигателя уменьшается. Чем меньше объем, тем проще всосать воздух и его сжать.

Это основная задача, благодаря, которой появился ЕГР на бензиновых двигателях в советское время и у американцев. Мы недаром делали отсылку к волге ЗМЗ-402, кто имел опыт могли убедиться самостоятельно в этом. Некоторые отключали этот клапан. Зачем он нужен, да он во впуск гадит и получали очень интересный эффект на переходных режимах, особенно, при легком нажатии на педаль двигатель становился тупее. Он лучше работал на холостом ходу, но клапан ЕГР с вакуумным управлением, который там стоял не самое совершенное создание. Он может быть чуть лучше работал наверху, но в середине он становился грустным и унылым, и все можно было вернуть только, либо радикально перенастроив систему питания и систему зажигания, либо вернув на место этот самый клапан.

Подводя итог, клапан ЕГР на бензиновом двигателе, как и на дизельном — это вещь крайне необходимая и служащая далеко не только для снижения выбросов, как принято считать. На современных двигателях достаточно мало вещей, которые служат только в угоду экологии и их можно сосчитать на пальцах. У большинства систем, которые предусмотрены есть функциональная задача помогать двигателю работать и бездумное удаление каких-то вещей скорее способна двигателю навредить, чем облегчить жизнь. Современные двигатели уже дошли до того предела — это касается и дизеля, и бензина, когда что-то в них изменять физически только его портить. Весь нынешний тюнинг зачастую заключается только в изменениях программного обеспечения, и очень так нетривиально.

Какая температура в камере сгорания является нормальной? Вкратце все, что свыше 1100 градусов – это совсем все плохо. Если стоит поршневая кованая, то 1200 градусов вообще предел, если литая – 1100 градусов. Выхлопные газы на пике около 900 градусов, т.е. они все-таки реально сбрасывают температуру, но это ключевой момент на пике. Если мы говорим о режимах средней нагрузки, то они приблизительно 700 градусов. Для мотора с литой поршневой 1100 градусов уже страшно, 1200 градусов может выдержать ковка, но и то мы бы не стали доводить до этих цифр. На современном моторе в камере сгорания, когда не пиковая нагрузка, не бедная смесь, нормальной считается температура 900-950 градусов, до 1000 градусов доходит редко.

Собственно, те, кто пытаются получить максимальную мощность от бензинового двигателя в какой-то момент приходят к тому, что в цилиндры надо лить воду. Старый добрый радикальный метод снижения температуры.

Подведя итог, для чего нужен ЕГР на бензиновом двигателе? Первое, экология, все про это знают. Второе, для снижения температуры в камере сгорания в режимах частичной нагрузки. Миф о том, что ЕГР наносит вред и снижает мощность не имеет под собой никакого обоснования с точки зрения работы двигателя. На режимах максимальной мощности ЕГР закрыт, на режимах средней нагрузки ЕГР фактически увеличивает КПД двигателя и сохраняет ту же самую мощность несмотря на то, что воздуха горит меньше благодаря тому, что снижает насосные потери на расход воздуха, повышая тем самым КПД.

Отключать ЕГР на бензиновом моторе настолько же плохая идея как отключать его на дизельном. Хотя задачи и функционал ЕГР на бензином и дизельном двигателе несколько отличаются, но в итоге эта система и там, и там нужная, и важная.

Система рециркуляции отработавших газов (ЕГР) дизельных двигателей Land Rover

Из данной статьи Вы узнаете зачем нужен ЕГР и последствия его отключения

Читать подробнее

Система зарядки Jaguar Land Rover

Из данной статьи Вы узнаете про энергоснабжение автомобилей Land Rover

Читать подробнее

Генератор и аккумулятор на Land Rover и Range Rover

Из данной статьи Вы узнаете, что важно знать про генератор и аккумулятор

Читать подробнее

Защита Рендж Ровер и Ленд Ровер от угона

Из этой статьи Вы узнаете об эффективном способе защиты от угона

Читать подробнее

Если у Вас есть какие-то вопросы или Вы хотите просто получить какую-то консультацию, то Вы можете нам позвонить +7 (495) 374-50-67, написать свой вопрос в группе в контакте https://vk. com/lrwestmsc или в инстаграме @lrwest.msc или просто подъедте к нам в сервис LR-WEST. За это платить не надо!!!!! Мы с радостью Вам поможем.

Клапан EGR. Серьезный подход к выбросам NOx.

Как установить

Являясь неотъемлемым элементом системы управления двигателем автомобиля, так называемый клапан системы рециркуляции выхлопных газов (сокращенно EGR) служит для возврата точно рассчитанного объема выхлопных газов в систему впуска двигателя для повышения его эффективности, снижения потребления топлива и содержания окислов азота в выхлопных газах. С ростом требований к сокращению выбросов клапан EGR будет играть все более важную роль, поэтому вам следует знать, для чего он предназначен, почему он выходит из строя и как его заменить в случае поломки.

Как работает клапан EGR?

Воздух, которым мы дышим, почти на 80 процентов состоит из азота. Однако под воздействием чрезвычайно высоких температур в камере сгорания, до 1370 °C, этот инертный в нормальных условиях газ становится химически активным и образует вредные оксиды азота, или NOx, которые затем попадают через выхлопную систему в атмосферу. Чтобы свести эти выбросы к минимуму, клапан рециркуляции отработавших газов обеспечивает подачу точно рассчитанного количества выхлопных газов во впускную систему, тем самым изменяя химический состав воздуха, поступающего в двигатель. При меньшем количестве кислорода разбавленная смесь сгорает медленнее, благодаря чему в камере сгорания температура снижается почти на 150 °C, а также уменьшается образование NOx, что обеспечивает более чистый и эффективный выхлоп. 

Клапан EGR имеет два основных положения: открытое и закрытое, хотя он может принимать любое промежуточное состояние. При запуске двигателя клапан EGR закрыт. Во время холостого хода и на низких скоростях достаточно небольшой мощности и, следовательно, незначительного количества кислорода, поэтому клапан постепенно открывается. На холостом ходу он может быть открыт на 90%. Однако, когда требуется больший крутящий момент и большая мощность, например при полном ускорении, клапан EGR закрывается, чтобы обеспечить поступление большого количества кислорода в цилиндр.

Кроме снижения выбросов NOx, клапаны EGR могут использоваться в двигателях малого объема с системой GDi для уменьшения насосных потерь, а также для повышения эффективности сгорания топлива и снижения вероятности детонации. В дизельных двигателях он также помогает уменьшить стук на холостом ходу.

Типы клапанов EGR

Хотя существует несколько типов клапанов рециркуляции отработавших газов — в более ранних системах используются вакуумные клапаны, в то время как в более современных автомобилях устанавливаются клапаны с электронным управлением, — можно выделить следующие их основные типы:

Дизельные клапаны EGR высокого давления отводят быстрый поток отработавшего газа с высоким содержанием сажи, прежде чем он попадет в сажевый фильтр — сажа может соединяться с парами масла и образовывать шлам. Затем газ поступает обратно во впускной коллектор либо через патрубок, либо через внутренние отверстия в головке блока цилиндров.  Вспомогательный клапан также используется для создания вакуума во впускном коллекторе, так как он не образуется естественным образом при работе дизельного двигателя.

Дизельные клапаны EGR низкого давления отводят выхлопной газ после его прохождения через сажевый фильтр. Этот газ движется с меньшей скоростью, но он почти полностью очищен от сажи. Затем газ поступает обратно во впускной коллектор через патрубок.

Бензиновые клапаны EGR отводят выхлопные газы так же, как и их дизельные аналоги высокого давления.  Когда в цилиндре создается разрежение, выхлопные газы втягиваются в камеру сгорания, а объем их подачи регулируется открытием и закрытием самого клапана EGR.

Клапаны EGR с вакуумным управлением имеют электровакуумный клапан для изменения степени разрежения, воздействующей на диафрагму, и, в свою очередь, открывают и закрывают клапан EGR. В некоторых клапанах также имеются датчики обратной связи для подачи на ЭБУ сигнала об их положении.

Цифровые клапаны EGR оснащены соленоидом или шаговым двигателем и в большинстве случаев датчиком обратной связи. Эти клапаны получают широтно-импульсно модулированный сигнал от ЭБУ для регулирования потока выхлопных газов.

Каковы причины поломки клапанов EGR?

Клапаны рециркуляции отработавших газов работают в агрессивной среде, поэтому со временем они могут изнашиваться. Однако единственной основной причиной их отказа является нагар вдоль каналов рециркуляции выхлопных газов и системы впуска. С течением времени это приводит к засорению трубок, каналов выхлопных газов и, в конечном итоге, плунжерного механизма клапана, в результате чего его заклинивает либо в открытом, либо в закрытом состоянии. Неисправности также могут быть вызваны разрывом диафрагмы клапана или утечкой через нее.

Каковы признаки неисправности клапана EGR?

Признаки неисправности клапана EGR схожи с признаками других неисправностей системы управления двигателем. По этой причине неисправности EGR остаются головной болью многих автомехаников. Однако существует несколько признаков, на которые стоит обратить внимание:

• Горит лампочка проверки двигателя. Как и в случае неисправности большинства компонентов системы управления двигателем, проблема с клапаном EGR может стать причиной включения лампочки проверки двигателя.
• Нарушения в работе двигателя. Если клапан заклинило в открытом положении, качество воздушно-топливной смеси будет нарушено, что приведет к нарушениям в работе двигателя, таким как снижение мощности, вялое ускорение и неровный холостой ход. Это также может привести к утечкам давления в системе турбонаддува, в результате чего турбонагнетатель будет работать активнее.
• Повышение объема выбросов NOx. Когда клапан EGR остается закрытым, в камере сгорания возникают высокие температуры, в результате чего в выхлопе остается большое количество несгоревшего топлива, что приводит к увеличению выбросов NOx и снижению эффективности использования топлива. 
• Детонация двигателя. Повышенная температура и большой объем выбросов NOx могут также привести к усилению детонации, которую можно распознать по стуку в двигателе.

Устранение неисправностей клапана EGR

Учитывая разнообразие типов клапанов EGR, всегда целесообразнее следовать процедурам устранения неисправностей, подробно изложенным в руководстве по обслуживанию, однако существует несколько стандартных действий, которые могут помочь точно определить неисправность:

• Считайте коды неисправностей клапанов EGR с электронным управлением с помощью диагностического прибора.
• Убедитесь, что все вакуумные магистрали и электрические соединения подключены и расположены правильно.
• С помощью вакуумметра проверьте степень разрежения в вакуумном шланге при 2000–2500 об/мин. Отсутствие вакуума при нормальной рабочей температуре может указывать на ослабление крепления шланга, засор или неисправность вакуумного выключателя с штуцерами или электровакуумного клапана или неисправность вакуумного усилителя/насоса.
• Проверьте электровакуумный клапан во время работы двигателя. На клапанах EGR с электронным управлением активируйте соленоид с помощью диагностического прибора и проверьте степень разрежения на конце патрубка. Если клапан не открывается при подаче питания, его заклинило в открытом или закрытом положении или имеются следы ржавчины на электрическом соединении, ослабло соединение провода или имеется плохое заземление, система EGR будет работать неправильно. Перед заменой клапана определите основную причину его неправильной работы.
• По возможности проверьте движение штока клапана при 1500–2000 об/мин. Если клапан функционирует правильно, шток клапана должен двигаться. Если он не движется, при наличии вакуума, значит, клапан неисправен.
• Создайте разрежение непосредственно на клапане EGR с помощью ручного вакуумного насоса или сканера, в зависимости от типа клапана. Если на холостом ходу изменений не выявлено, значит, либо неисправен клапан EGR, либо каналы EGR полностью перекрыты. Если двигатель работает на холостом ходу с перебоями или глохнет, проблема вызвана неисправной системой управления.
• Снимите клапан EGR и проверьте его на наличие нагара. По возможности удалите нагар, стараясь не допускать загрязнения мембраны. 
• Убедитесь в отсутствии засора канала рециркуляции отработавших газов в коллекторе. При необходимости прочистите его. 

Коды распространенных неисправностей

Для поздних моделей клапанов EGR характерны следующие коды неисправностей:

• P0400 — неисправность в системе рециркуляции выхлопных газов.
• P0401 — недостаточный поток рециркуляции выхлопных газов.
• P0402 — избыточный поток рециркуляции выхлопных газов.
• P0403 — неисправность электропроводки системы рециркуляции выхлопных газов. 
• P0404 — неправильное значение в цепи клапана EGR.
• P0405 — низкий уровень сигнала в цепи «А» датчика системы рециркуляции выхлопных газов.
• P0406 — высокий уровень сигнала в цепи «А» датчика системы рециркуляции выхлопных газов.
• P0407 — низкий уровень сигнала в цепи «В» датчика системы рециркуляции выхлопных газов.
• P0408 — высокий уровень сигнала в цепи «В» датчика системы рециркуляции выхлопных газов. 
• P1403 — низкое напряжение в цепи управления клапана системы рециркуляции выхлопных газов. 
• P1404 — система рециркуляции отработавших газов — шток клапана остановился в закрытом положении.
• P1405 — высокое напряжение в цепи управления клапана системы рециркуляции выхлопных газов.
• P1406 — ошибка позиционирования штока клапана системы рециркуляции выхлопных газов.

Советы по замене клапана EGR

• Сначала снимите крышку двигателя.  
• Затем ослабьте крепление электрического кабеля, подключенного к клапану, отсоедините провода и/или вакуумные магистрали и убедитесь в отсутствии признаков повреждения.
• Выкрутите крепежные винты и проверьте клапан на наличие повреждений, коррозии или нагара. 
• Тщательно очистите монтажную поверхность клапана EGR и установите новый клапан и прокладку. Также следует удалить нагар из впускного клапана EGR.
• Совместите клапан EGR с отверстиями для болтов и прокладкой и снова прикрепите к корпусу.
• Затяните все крепежные элементы рекомендованным моментом.
• После этого снова подсоедините вакуумные магистрали и/или электрические соединения. 
• По завершении с помощью диагностического сканера сбросьте сигнал, включающий индикатор проверки двигателя, и убедитесь в отсутствии других ошибок.  Убедитесь, что индикатор неисправности погас. После этого проведите ходовые испытания. Во многих автомобилях для адаптации теперь требуется выполнить сброс настроек клапана EGR. Это позволяет ЭБУ запомнить положение остановки при открытом и закрытом положении клапана. В противном случае клапан может сломаться и упасть в коллектор.

Не будь таким зелёным: как правильно отключать EGR

Пока буржуйские суды разбираются с буржуйскими же инженерами, которые никак не хотят сделать автомобиль достаточно экологичным, наши сограждане стройными рядами едут в сервисы отключать систему рециркуляции отработавших газов. Почему так происходит? Об этом сегодня мы и поговорим: что такое EGR, почему она выходит из строя, и как с этим бороться.

Give Peace a Chance!

Дать миру шанс призывал Джон Леннон, валяясь голышом на кровати во время очередной своей акции протеста. Гораздо серьёзнее к этому отнеслись экологи, которые в попытке дать миру хотя бы какой-то шанс на спасение заставляют производителей “душить” автомобильные моторы до потери сознания. Внедрение EGR (Exhaust Gas Recirculatiоn) должно было сократить содержание в выхлопе оксидов азота NOx.

В общем-то, это единственная задача, которую решает система рециркуляции отработавших газов. Есть несколько вариантов исполнения этой системы, но принцип работы EGR всегда одинаковый: определённое количество отработавших газов через клапан поступает обратно в двигатель. Такая рециркуляция позволяет снизить температуру горения, особенно в бензиновых моторах. А как раз высокая температура — условие появления оксидов азота.

Ни на что другое EGR не влияет. Это — чисто “экологическая” фишка современного мотора. К сожалению, ресурс у неё достаточно ограничен, и приходит время, когда система перестаёт работать как положено (точнее, вообще перестаёт). И тогда исключение всей системы из управления двигателем становится хорошим выходом из ситуации. Для большей убедительности скажем, что исправный EGR и так не работает на высоких оборотах или в аварийном режиме – при таких условиях заводской программой блока управления предусмотрено его полное закрытие.

Бояться отключения EGR не надо: единственным неприятным последствием станет повышенное содержание оксидов азота в выхлопе, но если на одну чашу весов поставить какие-то неведомые азоты, а на другую — беспроблемную эксплуатацию автомобиля, то второе, конечно же, перевесит. Ибо экология — экологией, а нервы дороже.

Как и почему перестаёт работать EGR?

Есть несколько вариантов типичных поломок EGR. Это заклинивание клапана, разрывы цепи актуатора или датчика положения клапана и неучтённый подсос (или утечка) воздуха. Внутри каждого варианта тоже можно выделить несколько типов поломок, поэтому чуть рассмотрим каждую из таких поломок отдельно.

Самый распространённый случай — заклинивание клапана.

Все мы прекрасно знаем, что при горении топлива образуется сажа. Со временем её количество, оседающее в клапане, затрудняет его подвижность. И клапан, естественно, клинит. Тут возможны два варианта: либо он остаётся в закрытом варианте, либо в открытом. Тут как повезёт, и больше повезёт, если клапан останется в закрытом положении. В этом случае сажа хотя бы не попадает в ДВС. Кстати, иногда практикуется такой способ отключения EGR — клапан просто программно закрывают. Почему это не лучший способ — чуть позже.

Открытое положение плохо прежде всего тем, что все отходы горения прямиком летят в цилиндры. Если посмотреть на то, как работает EGR, то можно увидеть интересную картину: во многих режимах работы двигателя клапан закрыт и не принимает никакого участия в работе мотора — например, на высоких оборотах и при большой нагрузке. Если говорить очень грубо, то закрытое положение — более естественное и вреда никакого не приносит. Если, конечно, ошибка EGR не вносит изменений в работу других систем, которые бывают связаны с рециркуляцией.

Так как заклинивание клапана — наиболее частая неисправность EGR, рассмотрим, что чаще всего является причиной, и как можно попытаться отсрочить кончину клапана.

В целом, конечно, понятно, что основной враг клапана — плохое масло и нестабильное качество топлива. В большей степени это относится к дизельным двигателям, хотя во многом применимо и к бензину. Хотя нас и убеждают в том, что качество наших бензина и солярки вполне на уровне европейских, на деле это справедливо только для крупных сетевых заправок, да и то не для всех. Рынок заведомо плохого топлива, как бензинового, так и дизельного, в России всё ещё существует и даже процветает.

Важное условия долгой жизни EGR — хорошее и своевременное техобслуживание. Ясно, что забитый сажевый фильтр и масло, которое последний раз меняли в один день с падением Берлинской стены, никак не способствуют долголетию EGR. Кстати, при хороших условиях система вполне может жить 150-180 тысяч километров. Правда, она изначально должна быть нормальной, а не такой конструктивно ущербной, как, например, на некоторых SsangYong.

Вторая распространённая причина — неисправность самого двигателя. Тут вариантов может быть множество. Любая причина, повышающая дымность выхлопа, гарантированно снизит ресурс EGR. Например, грязный воздушный фильтр, утечки наддувного воздуха, текущая форсунка или залегшие поршневые кольца. Это очень важный фактор, особенно для тех, кто в силу своих убеждений будет восстанавливать работоспособность EGR. Ремонт обычно недешёвый, поэтому прежде чем заниматься системой рециркуляции, нужно убедиться, что сам ДВС исправен. В противном случае есть вероятность в самом ближайшем будущем опять остаться с заклинившим клапаном.

И, наконец, самая парадоксальная причина заклинивания клапана — это его самоубийство. Да, как ни странно, у клапана EGR есть конструктивная склонность к суициду. Тут опять придётся чуть-чуть углубиться в физику работы мотора. Сделаем это совсем не сильно, только немного прикоснёмся к этому процессу.

Демонтированные EGR

Итак, представим график, на котором по одной оси будет температура горения смеси, по другой — уровень оксидов азота и интенсивность партикуляции (появления твёрдых частиц в отработавших газах). Если нарисовать кривую NOх, то она будет расти с ростом температуры. А вот кривая, показывающая количество твёрдых сажевых частиц, будет наоборот, падать. В определённой точке они пересекутся.

Сложность в том, что чем меньше будет оксидов азота в выхлопе, тем лучше экологам, но хуже двигателю — больше выброс партикуляров (сажевых частиц). Задача инженеров — найти максимально сбалансированное решение: надо и сократить NOx в отработавших газах, и не сократить ресурс мотора. И всё же в любом случае это решение будет компромиссным, и чем меньше будет оксидов в выхлопе, тем сложнее получится жизнь EGR из-за засорения клапана сажей. Вот так и получается, что эта система в ходе работы губит себя сама, исключительно только выполняя свою работу по снижению в выхлопе NOx. От этого, к сожалению, никуда не деться.

Вторая ошибка, менее распространённая, — это разрывы цепи актуатора или датчика положения клапана. В этом случае ошибка будет выглядеть как несоответствие между заданным и фактическим положением клапана. Впрочем, и в первом случае будет то же самое, поэтому диагностику надо проходить качественную, а не где попало.

И, наконец, третья ошибка — неучтённый воздух. Тут речь идёт о простой негерметичности системы.

Так как природа ошибок во всех трёх случаях разная, то и методы ремонта и отчасти диагностики тоже отличаются. Разумеется, они также зависят и от конструкции мотора. Например, часто ошибкам EGR сопутствуют ошибки измерения потока воздуха, то есть ошибки датчика расходомера воздуха (MAF-sensor). А в старых системах с вакуумным управлением бывают ошибки по наддуву турбин. Так что к диагностике нужно относиться серьёзно.

Итак, допустим, что мы нашли неисправность, и теперь хотим от неё избавиться. Как это можно сделать?

Решение проблем с EGR

Я не любитель маркированных списков, но тут он будет как нельзя кстати. Итак, устранить неисправность можно следующими способами:

• замена клапана на новую оригинальную деталь;
• использование китайских аналогов;
• удаление EGR из системы с программным отключением;
• программное закрытие клапана.

О первом способе мы уже говорили. Он не самый простой и дешёвый, но вполне имеет право на существование. Главное помнить, что если система вышла из строя раньше положенного срока (тысячах на ста пробега или меньше), то, скорее всего, есть какая-то проблема в моторе. Её нужно обязательно найти и устранить, иначе замена клапана может повториться в ближайшем будущем, и вы просто выкинете деньги на ветер. Точнее, на выхлоп.

О втором способе говорить не будем вообще. Тут без комментариев.

Наиболее дешевый и надежный — третий способ. Именно им обычно и пользуются при отключении EGR.

Итак, тут надо разделить механическую и программную часть работы. Что требуется сделать с механикой?

В общем-то, задача сводится к тому, чтобы перекрыть поток через клапан. Первое, что делают — ставят заглушку. Многие считают, что сделать это легко. Отчасти это так и есть. Но не надо пытаться ставить на пути горячих выхлопных газов заглушку из тоненького паронита или пивной банки. Такие заглушки прогорают очень быстро, иногда они вообще держатся до первого хорошего нажатия на педаль газа. Заглушку надо делать из стали, лучше нержавейки, причём её толщина должна быть минимум 2,5-3 мм.

Если с тем, чтобы заварить клапан или демонтировать его и поставить диффузор обычно нет сложностей, то демонтаж клапана с охладителем может быть сложным. Если у клапана есть свой охладитель, то на подающий и отводящий патрубки EGR просто ставят заглушки. Так, например, поступают в случае работы с моторами BMW М-серии. А вот, например, у моторов Volkswagen или BMW серии N автономного контура нет, тут систему охлаждения приходится “кольцевать”.

Если с механической частью работы в большинстве сервисов всё же справляются, то вот с программной частью ошибки встречаются регулярно. Итак, что нужно сделать с софтом?

Во-первых, запретить клапану открываться. Тут вроде бы всё ясно, если программист знает, как найти в прошивке соответствующие карты EGR, но вот дальше всё может быть гораздо сложнее: надо исключить ошибки по системе EGR, то есть полностью удалить ее из программы.

Вот тут некоторые программисты сильно перебарщивают и удаляют всё, что попадётся под руку. Часто их вмешательство затрагивает всю систему диагностики, после чего устранение последствий становится процессом долгим и сложным. И, как правило, дорогим (время — деньги, это очевидно).

Помимо этого следует отключить аварийный режим, в который отправляет нерабочий EGR. И, наконец, на некоторых автомобилях нужно перекалибровать карты по воздуху (поток воздуха через MAF), если софт не делает это автоматически. Иногда об этом тоже забывают, и ЭБУ сходит с ума, пытаясь понять, какой пришёл воздух, откуда в нём столько кислорода, и что ему теперь делать с этой непонятной смесью.

А теперь последний способ — программно дать команду на закрытие клапана EGR. Этот метод можно использовать не всегда. Например, он оправдан, когда физический доступ к EGR затруднён из-за конструктивных особенностей автомобиля. И он совсем невозможен, если клапан уже заклинил: программа такой клапан с места не сдвинет. Тут выход один — разбирать и делать всё по-человечески.

Надёжность этого метода не всегда абсолютна. В первую очередь из-за того, что не всегда можно гарантировать, что клапан перекрыт полностью. Это может привести к попаданию сажи и прочих отходов горения в цилиндры, так и к неучтённому количеству воздуха, поступающего через неплотный клапан. Поэтому предпочтительнее всё же глушить EGR полностью: одновременно механически и программно.

Быть или не быть?  

Остался последний вопрос: когда мне ехать в сервис на удаление EGR? Допустим, мы смогли вас убедить, что ничего страшного не произойдёт, если от этой капризной системы избавиться полностью. Когда лучше это сделать?

О ресурсе клапана я уже говорил: тысяч до 150 километров при хорошем ТО волноваться не надо. Если посмотреть на статистику, то на дизельные машины по причине выхода из строя EGR приходится около 80% обращений в сервис, и только 20% — на бензиновые. Что логично, ибо сажи в солярке больше.

В любом случае обязательно придётся следить за состоянием мотора. Своевременная замена масла, фильтров, качественное топливо — это обязательное условие. Но со временем всё равно что-то начнёт изнашиваться. И если форсунку можно отремонтировать или заменить (хотя на большинстве современных дизельных моторов это тоже достаточно дорого), то менять кольца без явных признаков износа мотора только ради работы EGR, наверное, не совсем разумно. Тем более что ресурс цилиндропоршневой группы всё же больше, чем клапана EGR, который будет загибаться регулярно даже при небольшом и далеко не критичном износе ЦПГ. Приходится сделать неутешительный вывод: восстановление работоспособности EGR – вещь зачастую экономически неоправданная и почти бесполезная.

Одновременно не стоит забывать, что в горящей лампочке «Check engine» и уходе в “аварию” далеко не всегда виновата система рециркуляции. Причину этих печальных явлений установит только диагностика — так же, как и причины повышенной дымности, плохой динамики и повышенного расхода топлива.

За помощь в подготовке материала благодарим компанию «Лаборатория Скорости»(СПб, ул. Химиков, д. 2, (812)385-50-82

Опрос

А вы чинили когда-нибудь EGR?

Ваш голос

Всего голосов:

ЕГР в дизельном двигателе — что это такое и его принцип работы?

Устойчивость работы силовых агрегатов, их степень экологичности,  зависит от наличия системы EGR. Главная ее задача — возвращение части отработанных газов во впускные каналы  для улучшения поджигания горючей смеси. Устанавливается на дизелях, некоторых моделях бензиновых силовых агрегатах.

Устройство ЕГР положительно влияет на  работу двигателей, уменьшает потребление горючего, в атмосферу попадает меньше токсичных веществ.  Сегодня статья расскажет о ЕГР в дизельном двигателе что это такое и ответить на поставленный вопрос.

Содержание статьи

• 1 Задача системы
• 2 Заглушить EGR или нет?
• 3 Главный элемент
• 4 Принцип работы ЕГР
• 5  Требования ЕВРО-4
• 6 Технологический процесс
• 7 Как электроника контролирует ЕГР?
• 8 ЕВРО-5 и ее преимущества
• 9 Видео мнение о ЕГР

Задача системы

Для нормальной работы двигателей требуются низкие значения оксидов азота в выхлопных газах. Образуются в сфере высоких температур дизельных моторов, создавая насыщение топливной смеси оксидами азота. В результате происходит отрицательное взаимодействие оксидов с кислородом.  Вот что является итогом такого взаимодействия.

Кислород, вместо того, чтобы стопроцентно сгорать, частично используется для образования нежелательных элементов. В итоге дизель недобирает мощности, значительно повышается объем потребляемого топлива, в наружный воздух поступает большое количество вредных веществ. Происходит загрязнение воздушного бассейна.

Снижает уровень отрицательных явлений возврат некоторой части отработанных газов назад в камеру, тем самым понижая температуру. Рециркуляция выхлопов ДВС значительно понижает образование оксидов азота.

Возвращение запрограммированных долей выхлопов в камеры практически не влияют на нормативные требования приготовления топлива. Наоборот, получает позитив, поскольку увеличивается мощность при очевидной экономии солярки.

Заглушить EGR или нет?

В Объединенной Европе, где на каждого жителя приходится одна автомашина, к загрязнению воздушного бассейна, относятся крайне негативно, скажем — трепетно. Там вопрос, отключать и использовать EGR, не дискутируется.   В постсоветских государствах об этом возникают жаркие споры в системе интернет на профильных форумах, специальных периодических изданиях.

Доводом отключения ЕГР служат мнения некоторых «знатоков», мол, система угнетает функциональность силовых агрегатов,  преждевременно приводя  в непригодное состояние.

Откуда появляются такие отзывы, становится известно, детально проанализировав причины, по каким неэффективным оказывается система ЕГР. Отчасти это происходит, когда система действительно «удушает» двигатель: силовая установка становится маломощной. Но это происходит, когда водители перестают правильно обслуживать систему. Например, своевременно не очищают забитый грязью впускной канал. Негатив получается, когда  выходят из функционального состояния датчики, клапана.

Установлено, EGR уязвима от использования некачественной солярки, мотивирующей появление большого нагара. Дизельное топливо, бензин регулярно растут в цене, что приводит к ситуации, когда в топливные баки заливают некондиционный дизель или бензин дешевой марки. Чтобы удалить нагар, необходимо сильно потратиться. И многие водители, не готовые терпеть издержки , считая рациональным отключить систему. Целесообразность такого решения их мало беспокоит.

Главный элемент

В системе, отработанные газы появляются снова, где образовались, только благодаря EGR.

Его наличие обеспечивает возврат выхлопов. Словом, доминантный узел. Во впускном канале происходит смешение с чистым поступающим воздухом. Добавленные газы втесняют некоторый объем кислорода, тем самым понижают температуру горения топливной смеси. Уменьшение доли кислорода отрицательно сказывается на образовании оксидов азота, выводимых из ДВС.

Принцип работы ЕГР

ЕГР клапан дизельной силовой установки и аналога на бензине функционирует по-разному. То есть имеется прямая зависимость от моделей двигателей.

Работа EGR на бензиновом и дизельном двигателях:

• Клапан, контролирующий подачу свежего воздуха при холостой работе дизеля, пропускает его в 2 раза меньше. Во время увеличения нагрузок, клапан дозирует отработанные газы во впускной коллектор — пропускает меньший объем. Если ДВС достигает пиковых нагрузок, клапан системы полностью перекрывает поступление отработанных газов. Он не отрывается и во время пуска силовой установки. Такой алгоритм функционирования ЕГР, установленного на дизельный силовой агрегат.
• Что касается клапана, установленного на бензиновую силовую установку, принцип работы иной. Он не действует при холостой работе двигателя и в момент его максимального крутящего момента. При остальных ситуациях ограничивает до 90% впуска свежего воздуха.

Рециркуляция функционирует в особом режиме. Клапан бензинового двигателя управляется двумя способами — контроллером при помощи электрического тока или пневматикой.

Сегодня на автотрассах легко встретить автомобили, где охлаждение отработанных выхлопов производится особым путем. Клапаны интегрируются в систему ОД (охлаждения двигателя). Получается сложная система, компенсируемая значительным понижением объема оксидного азота.

 Требования ЕВРО-4

На дизельных силовых установках европейский стандарт ЕВРО-4, контролирующий уровни загрязнения выхлопных газов, требует снабжения дизельного двигателя клапанами, настроенными на высокое давление.

• Стандарт утвердил шкалу вредных частиц, содержащихся в выхлопных газах. Азотный оксид должен составлять на 1 километр 0,25 грамма.

Что и достигается системой рециркуляции. Отвод выхлопных газов производится непосредственно перед турбинным агрегатом. Потом идет перенаправление во впускные устройства.

Технологический процесс

В дизельном движке рециркуляционный клапан часть выхлопного газа снова возвращает в пуск. Клапанное устройство приводится в штатное рабочее состояние за счет разреженной среды впускного канала, создаваемого специальным насосом. Кроме этого на клапан действуют магнитные силы, то есть происходит управление электромагнитом.

Рециркуляционные процессы приобретают интенсивность или пассивность от стадии работы двигателя. Появление интенсивности фиксируется при закрытом дросселе, поскольку тотально снижается давление на впуске. В этот момент наблюдается снижение потоков выпускных газов, направляемых в турбинный компрессор двигателя.

Не проявляет активности ЕГР в момент работы двигателя на холостом ходу при максимально открытой дроссельной заслонке в периоды прогревания и вывода автомашины на запрограммированную температуру.

Как электроника контролирует ЕГР?

Внимательно «следит» за работой рециркуляционный « деятельностью» электроника, находящаяся в ЭБУ. Срабатывает клапан именно от полученного сигнала из электронного центра управления.

Управляют положениями клапана импульсы, сформированными нажатием дроссельной заслонки. А пространственное положение дросселя контролируется специальным датчиком. Словом, сложная система управления.

Новые требования экологического характера выставил автомобилистам  ЕВРО-5. Сегодня стандарт требует, чтобы уровень азотного оксида не превышал значения 0,18 грамм на километр. Получают рекомендованный результат интеграцией в топливную систему дизеля EGR пониженного циска.

Новостным информационным сообщением водители получили сведения о расположении элемента. Идет сразу за сажеуловителем дизельной силовой установки. После выхлопные газы направляются в устройство перенаправления потоков для дополнительного температурного понижения. Следубщей стадией следует режим входа отработанных газов через клапанное устройство и далее к турбинному агрегату.

ЕВРО-5 и ее преимущества

Появление новых европейских и международных стандартов мотивирует складывающаяся непростая экологическая ситуация в странах Объединенной Европы, чей воздушный бассейн «перегружен» выхлопным автомобильными газами. Поправить дело можно исключительно запретительными мерами, что Европа и делает. Ввод в действие нового запретительного стандарта, обладает бесспорными преимуществами перед предшествующими аналогами:

• большим объемом задерживаемой сажи;
• понижением температуры отработанных газов;
• очевидным понижением уровня оксида азота, находящиеся в отработанных выхлопах.

В чистом остатке — мощность дизельных двигателей ни на йоту не понижается.

Видео мнение о ЕГР

• Пневматические или электрические
• Для дизельных или бензиновых двигателей
• С соединениями для охлаждения воздушная система дизельных автомобилей. Они создают необходимую разницу давлений между отработавшими газами и стороной впуска для достижения необходимой высокой скорости рециркуляции отработавших газов.

  1:45 – 2:00 

  Датчики расхода воздуха регулируют рециркуляцию отработавших газов в дизельных двигателях. Они позволяют рассчитать массу рециркулируемых выхлопных газов.

  2:00 – 3:10 

  Охладители системы рециркуляции отработавших газов используются, поскольку существующие нормы выбросов больше не могут быть обеспечены только простой рециркуляцией отработавших газов. Охлажденные выхлопные газы еще больше снижают пиковую температуру сгорания. Это значительно снижает количество оксидов азота.

  Многие охладители рециркуляции ОГ теперь оснащены перепускной заслонкой с электрическим или пневматическим приводом. Это позволяет направлять выхлопные газы мимо охладителя рециркуляции отработавших газов на этапе прогрева, чтобы быстро довести двигатель и каталитический нейтрализатор до рабочей температуры. Это снижает количество шума, известного как «дизельный стук», а также уровень выбросов сырого углеводорода.
   

  Ключевые слова
  :
  

  клапан рециркуляции отработавших газов

  ,

  охладитель рециркуляции отработавших газов

  Группа товаров
  :
  

  Рециркуляция выхлопных газов

  видео
  

  Рециркуляция отработавших газов (EGR) стала проще

  Группы продуктов на ms-motorservice.

  com
  

  Это также может вас заинтересовать
  

  Информация о продукте

  Устранение неисправностей в системе рециркуляции отработавших газов на двигателях Otto и дизельных двигателях
  

  Основная информация

  Что такое рециркуляция отработавших газов? Зачем рециркулируют выхлопные газы и как это влияет на выбросы загрязняющих веществ? Какие компоненты установлены в системе EGR? Найдите ответы здесь.

  Информация по диагностике

  Устранение неисправностей в системе рециркуляции отработавших газов на двигателях Otto и дизельных двигателях (2)
  

  Советы по поиску и устранению неисправностей

  Неравномерный холостой ход? Двигатель дергается при запуске автомобиля или во время движения? Отсутствие власти? Грязный клапан EGR? Диагностический код неисправности P0102, P0103, P0401 или P0402 в памяти кодов неисправностей? . ..

  Информация по диагностике

  Неисправность EGR из-за попадания инородных тел из выхлопного тракта
  

  Что означают сообщения об ошибках P1444 и P16786? Проблема в датчике массового расхода воздуха? Почему машина дергается и в чем причина потери мощности? Узнайте, что вызывает эти неисправности и как вы…

  Только для технического персонала. Все содержимое, включая изображения и диаграммы, может быть изменено. Для назначения и замены обратитесь к текущим каталогам или системам, основанным на TecAlliance.

  Использование файлов cookie и защита данных
  

  Motorservice Group использует файлы cookie, сохраненные на вашем устройстве, для оптимизации и постоянного улучшения своих веб-сайтов, а также для статистических целей.
  Дополнительную информацию об использовании нами файлов cookie можно найти здесь, а также информацию о нашей публикации и уведомление о защите данных.

  Нажав «ОК», вы подтверждаете, что приняли к сведению информацию о файлах cookie, заявлении о защите данных и деталях публикации. Вы также можете в любое время изменить настройки файлов cookie для этого веб-сайта.

  Настройки конфиденциальности
  

  Мы придаем большое значение прозрачной информации, касающейся всех аспектов защиты данных. Наш веб-сайт содержит подробную информацию о настройках, которые вы можете выбрать, и о том, какое влияние оказывают эти настройки. Вы можете изменить выбранные настройки в любое время. Независимо от того, какой выбор вы выберете, мы не будем делать никаких выводов о вас как о личности (за исключением случаев, когда вы явно указали свои данные). Для получения информации об удалении файлов cookie обратитесь к функции справки в вашем браузере. Вы можете узнать больше в заявлении о защите данных.

  Измените настройки конфиденциальности, нажав на соответствующие кнопки
  

  • Необходимый
  • Удобство
  • Статистика

  Необходимый
  

  Файлы cookie, необходимые для системы, обеспечивают правильную работу веб-сайта. Без этих файлов cookie могут возникнуть сбои или сообщения об ошибках.

  Этот веб-сайт будет:
  

  • Сохранение файлов cookie, необходимых системе
  • Сохранение настроек, которые вы делаете на этом веб-сайте

  Этот сайт никогда не будет делать следующее без вашего согласия:

  • Сохраните ваши настройки, такие как выбор языка или баннер cookie, чтобы вам не пришлось повторять их в будущем.
  • Оценивайте посещения анонимно и делайте выводы, которые помогут нам оптимизировать наш веб-сайт.
  • Сделать выводы о вас как о личности (за исключением случаев, когда вы явно указали свои данные, например, в контактных формах)

  Удобство
  

  Эти файлы cookie упрощают использование веб-сайта и сохраняют настройки, например, чтобы вам не приходилось повторять их каждый раз, когда вы посещаете сайт.

  Этот веб-сайт будет:
  

  • Сохранение файлов cookie, необходимых системе
  • Сохранение ваших настроек, таких как выбор языка или баннер с файлами cookie, чтобы вам не пришлось повторять их в будущем.

  Этот сайт никогда не будет делать следующее без вашего согласия:

  • Оценивайте посещения анонимно и делайте выводы, которые помогут нам оптимизировать наш веб-сайт.
  • Сделать выводы о вас как о личности (за исключением случаев, когда вы явно указали свои данные, например, в контактных формах)

  Конечно, мы всегда будем соблюдать настройку «не отслеживать» (DNT) в вашем браузере. В этом случае файлы cookie для отслеживания не устанавливаются и функции отслеживания не загружаются.

  Что такое клапан EGR?

  Сокращение выбросов выхлопных газов

  В последние годы изменение климата стало серьезной проблемой в Великобритании. По данным Управления национальной статистики — Экологические счета Великобритании, выбросы выхлопных газов от автомобильного транспорта составили 21% выбросов парниковых газов в Великобритании (выбросы ПГ) в 2017 году.

  Правила становятся все более строгими для борьбы с объемом выбросов парниковых газов, выбрасываемых автомобильным транспортом. Автопроизводителям приходится вносить изменения в конструкции своих автомобилей, чтобы соответствовать строгим ограничениям.

  Одним из методов снижения выбросов выхлопных газов является использование устройств доочистки. Большинство современных автомобилей оснащены системой рециркуляции отработавших газов (EGR). Но что такое ЕГР…?

  Что такое клапан EGR?

  В современных двигателях внутреннего сгорания рециркуляция выхлопных газов (EGR) представляет собой метод контроля выбросов оксидов азота (NOx), образующихся в качестве побочного продукта в процессе сгорания.

  Воздух из окружающей среды, в основном смесь кислорода и азота, соединяется с топливом и воспламеняется внутри камеры сгорания, температура повышается и образуются выбросы NOx.

  Система EGR работает, возвращая небольшую часть выхлопных газов в камеры сгорания двигателя через впускной коллектор, снижая температуру сгорания и, следовательно, уменьшая количество выбрасываемых NOx.

  Клапан EGR является основным компонентом системы EGR и нормально закрыт. Он соединяет выпускной коллектор с впускным коллектором и управляется либо вакуумом, либо встроенным электрическим шаговым двигателем. Функция клапана рециркуляции отработавших газов заключается в управлении потоком рециркулируемых отработавших газов в зависимости от нагрузки двигателя.

  Окись азота (NOx)

  Оксиды азота представляют собой выбросы, образующиеся в качестве побочного продукта процесса сгорания. Газы азота и кислорода в воздухе реагируют во время сгорания, особенно при высоких температурах.

  NOx является основным компонентом смога и может оказывать вредное воздействие на здоровье человека, а также на экосистемы и сельскохозяйственные культуры.

  Таким образом, включение систем рециркуляции отработавших газов в конструкцию автомобиля важно с точки зрения снижения вредных выбросов для защиты окружающей среды и положительного влияния на здоровье человека.

  Как работает клапан EGR?

  Конструкция большинства современных автомобилей включает клапаны рециркуляции отработавших газов для снижения выбросов NOx и, следовательно, соблюдения строгих норм выбросов. Системы рециркуляции отработавших газов возвращают часть выхлопных газов обратно в камеру сгорания, где они смешиваются со свежим всасываемым воздухом.

  Это снижает количество кислорода и увеличивает содержание водяного пара в горючей смеси, что снижает пиковую температуру горения. Поскольку при повышении пиковой температуры сгорания образуется больше NOx, клапан рециркуляции отработавших газов эффективно снижает количество NOx, производимого двигателем.

  Клапан рециркуляции отработавших газов начинает работать после запуска двигателя, достижения необходимой рабочей температуры и увеличения скорости автомобиля. Постепенно клапан EGR регулирует поток выхлопных газов.

  Как только автомобиль замедлится и двигатель остановится, клапан рециркуляции отработавших газов вернется в закрытое положение и предотвратит поток выхлопных газов.

  Проблемы с клапаном EGR

  Частая проблема с клапаном EGR — заедание из-за накопления нагара. В худших случаях клапан EGR и каналы EGR могут быть полностью заблокированы, препятствуя процессу рециркуляции выхлопных газов.

  Засорение EGR часто является причиной выхода черного дыма из выхлопной трубы, а также повышенного расхода топлива или снижения производительности. Если клапан рециркуляции отработавших газов не открывается или не закрывается, на приборной панели загорается контрольная лампа двигателя .

  Сильный запах расплавленного топлива изнутри автомобиля также является признаком неисправности клапана рециркуляции ОГ, так как из-за увеличения расхода топлива через выхлопные газы будет выбрасываться больше углеводородов. Запах легко заметен из-за его раздражающего характера, который на самом деле может быть вредным для здоровья человека.

  Клапан рециркуляции отработавших газов и техосмотр

  В прошлом владельцы автомобилей пытались снять клапаны рециркуляции отработавших газов и сажевые фильтры (DPF) со своих автомобилей, чтобы избежать дорогостоящего ремонта.

  Однако для автомобилей, соответствующих стандартам выбросов Евро 6, Департамент транспорта заявил, что снятие клапана рециркуляции отработавших газов или сажевого фильтра является незаконным, поскольку транспортное средство больше не будет соответствовать правилам дорожного транспорта.

  Транспортные средства также не смогут пройти Тест MOT из-за уровня выбросов, и владельцы могут столкнуться с поразительным штрафом в размере 1000 фунтов стерлингов за удаление клапана EGR или дизельного сажевого фильтра.

  Беспокоитесь о клапане рециркуляции отработавших газов вашего автомобиля?

  Клапан рециркуляции отработавших газов, безусловно, является положительным дополнением к транспортным средствам с точки зрения снижения вредных выбросов NOx, несмотря на их высокую стоимость ремонта.

  Если вы считаете, что у вас неисправный клапан рециркуляции отработавших газов, вы можете записаться на бесплатную проверку состояния автомобиля в ближайший дилер Evans Halshaw .

   

  Полное руководство по рециркуляции отработавших газов (EGR) — введение — x-engineer.org

  В этой статье основное внимание уделяется внедрению систем рециркуляции отработавших газов (EGR) . Для получения дополнительной информации о компонентах и ​​типах (архитектурах) систем рециркуляции отработавших газов читайте также следующие статьи:

  • Полное руководство по рециркуляции отработавших газов (EGR) — компоненты
  • Полное руководство по рециркуляции отработавших газов (EGR) — архитектуры

  Процесс сгорания топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания неполный . Таким образом, выхлопные газы содержат выбросы загрязняющих веществ, таких как окись углерода (CO), оксиды азота (NOx), углеводороды (HC) и твердые частицы (PM). Все выбросы загрязняющих веществ от двигателей внутреннего сгорания оказывают вредное воздействие на жизнь человека и окружающую среду.

  Оксиды азота образуются при высокой температуре и при избытке кислорода. Оба эти условия присутствуют в процессе сгорания дизельного двигателя в большинстве рабочих точек. Поскольку дизельные двигатели не дросселируются, всегда имеется избыток воздуха/кислорода и, особенно при высоких нагрузках, высокая температура сгорания. По этим причинам дизельный двигатель имеет больше оксидов азота в выхлопных газах по сравнению с бензиновым двигателем.

  Изображение: Уровни выбросов загрязняющих веществ в зависимости от соотношения воздух-топливо – бензин ]

  В бензиновом двигателе выбросы загрязняющих веществ в отработавших газах сильно зависят от соотношения воздух-топливо. Богатые смеси (недостаток воздуха, λ = 0,9) вызывают больше угарного газа (СО) и углеводородов (УВ). Бедные смеси (избыток воздуха, λ = 1,1) вызывают больше оксидов азота (NOx). В дизелях, которые всегда работают на бедных смесях (λ = 1,5), в выхлопных газах высокое количество оксидов азота.

  Рециркуляция выхлопных газов (EGR) — это система, позволяющая рециркулировать выхлопные газы обратно во впускной коллектор. Этот процесс приводит к значительному сокращению выбросов оксидов азота (NOx), поскольку он уменьшает два элемента, лежащих в основе их образования: избыток кислорода и температуру горения.

  Существует два типа EGR:

  • внутренняя рециркуляция выхлопных газов (iEGR) : выхлопные газы всасываются обратно в цилиндр за счет перекрытия времени открытия впускного и выпускного клапанов
  • внешняя рециркуляция отработавших газов EGR : отработавшие газы рециркулируют обратно во впускной коллектор с помощью внешнего канала и дополнительного клапана (клапана EGR)

  iEGR работает за счет сохранения горячих остатков от предыдущего цикла двигателя [3 ]. Долю остаточного газа можно определить как массу сгоревшего газа, деленную на общую массу в цилиндре (сгоревшую и несгоревшую) до начала сгорания (т.е. при закрытии впускного клапана). Количество выхлопных газов, попавших в цилиндр, зависит от таких факторов, как синхронизация клапанов, частота вращения двигателя и перепады давления. Средства регулировки доли остаточного газа обычно основаны на таких механизмах, как двухступенчатый подъем кулачка, фазирование распределительного вала, регулируемое срабатывание клапана и полностью регулируемое срабатывание клапана.

  Система рециркуляции отработавших газов (внешняя) является основной технологией, используемой производителями транспортных средств для снижения выбросов NOx в дизельных двигателях . Он более эффективен, чем iEGR, главным образом потому, что выхлопные газы могут быть охлаждены перед повторным входом в цилиндры, количество рециркулируемых выхлопных газов выше, а поток лучше контролируется.

  Изображение: уровень NOx и функция максимальной температуры сгорания от скорости рециркуляции отработавших газов
  Авторы и права: [1]

  0446 2 ), азот (N ₂ ), вода (H ₂ O) и кислород (O ₂ ), действует как разбавитель, который в сочетании с высокой удельной теплотой, связанной с трехатомными молекулами, приводит в прямом снижении температуры адиабатического пламени и кинетике образования оксидов азота (NOx). Поскольку удельная теплоемкость как CO ₂ , так и водяного пара больше, чем у кислорода, температура газа в цилиндре двигателя во время сгорания снижается.

  Путем рециркуляции выхлопных газов во впуске часть кислорода, необходимого для сгорания, заменяется инертными (выхлопными) газами, что приводит к уменьшению избыточного кислорода. Кроме того, поскольку выхлопные газы поглощают часть тепла, образующегося при сгорании, максимальная температура сгорания за цикл двигателя также снижается.

  Система рециркуляции отработавших газов значительно снижает количество NOx, но если во впуск поступает слишком много выхлопных газов, это может повлиять на увеличение выбросов окиси углерода (CO), углеводородов (HC) и твердых частиц (PM ), в результате неполного сгорания из-за недостатка воздуха (кислорода). Система рециркуляции отработавших газов активна, главным образом, при частичных нагрузках двигателя, а также при низких и средних оборотах двигателя, при избытке кислорода. При высокой нагрузке двигателя (крутящем моменте) система рециркуляции отработавших газов отключается, цилиндры заполняются только воздухом, готовым к сгоранию.

  В зависимости от давления рециркулируемых выхлопных газов существует два типа внешних систем EGR:

  • EGR высокого давления : выхлопные газы собираются перед входом в турбину и повторно вводятся во впускной коллектор после компрессора
  • EGR низкого давления : выхлопные газы собираются после турбины и повторно подаются во впускной коллектор перед компрессором

  Изображение: Система EGR высокого давления (внешняя)
  Credit: Bosch

  1. compressor
  2. turbine
  3. oxygen sensor
  4. EGR valve (electro-pneumatic actuation)
  5. throttle
  6. intake manifold
  7. exhaust manifold
  8. fuel injector

  The exhaust gas recirculation in the intake коллектор не является непрерывным во время работы двигателя. Электронный блок управления (ECU) управляет клапаном EGR (4), позволяя выхлопным газам поступать во впускной коллектор. В двигателях с турбонаддувом управление потоком отработавших газов также осуществляется с помощью дроссельной заслонки (5), которая при закрытии снижает давление во впускном коллекторе и облегчает поступление газов из выпускного коллектора.

  Изображение: Предельные значения выбросов NOx для европейских стандартов выбросов загрязняющих веществ

  Управление рециркуляцией отработавших газов должно осуществляться таким образом, чтобы найти оптимальный компромисс между выбросами загрязняющих веществ и выходным крутящим моментом двигателя. Начиная с норм выбросов загрязняющих веществ Евро-3, система рециркуляции отработавших газов стала стандартным оборудованием для большинства автомобилей с дизельным двигателем. Система рециркуляции отработавших газов зарекомендовала себя как эффективная и недорогая система для снижения выбросов оксидов азота.

  Чем ниже температура выхлопных газов, тем выше плотность. За счет охлаждения выхлопных газов перед рециркуляцией во впускной коллектор повышается эффективность системы EGR. Более плотные инертные (выхлопные) газы во впуске снижают температуру сгорания, поглощая часть тепла и вытесняя часть кислорода в цилиндре. Начиная с Евро 4, дизельные двигатели EGR оснащены охладителем отработавших газов и перепускным клапаном.

  Изображение: Система EGR высокого давления с Cooler
  Кредит: Hitachi

  1. Вход охлаждающей жидкости двигателя
  2. Теплообменник
  3. Выпускной Manifold
  4. Цилиндер.

  Чтобы отработавшие газы поступали во впускной коллектор, давление отработавших газов должно быть выше давления всасываемого воздуха. На дизельном двигателе с турбонаддувом это может быть достигнуто либо за счет использования геометрии лопаток турбины (VGT), либо за счет установки дроссельной заслонки на впускном коллекторе. При закрытии лопаток VGT давление выхлопных газов возрастает выше давления на впуске, что позволяет выхлопным газам поступать во впуск. При использовании дроссельной заслонки во впускном коллекторе давление после дроссельной заслонки падает ниже давления выхлопных газов, что также приводит к попаданию выхлопных газов во впускной коллектор.

  Уровень рециркуляции отработавших газов определяется как процент выхлопных газов от общей массы газа, вводимого в двигатель. Например, степень рециркуляции отработавших газов 33 % означает, что треть газа, поступающего в цилиндры, фактически составляет выхлопные газы, а 67 % — свежий воздух.

  Чем выше скорость рециркуляции отработавших газов, тем ниже уровень выбросов NOx. Тем не менее, слишком большое количество выхлопных газов в цилиндрах может оказать негативное влияние на работу двигателя с точки зрения стабильности сгорания, что может привести к ухудшению выходного крутящего момента и увеличению выбросов углеводородов (HC) и твердых частиц (PM).

  Дизельные двигатели с турбонаддувом, оснащенные турбонагнетателями с фиксированной геометрией, могут рециркулировать до 45-50 % выхлопных газов обратно в цилиндры без существенного влияния на расход топлива и выбросы других загрязняющих веществ. Бензиновые двигатели в зависимости от режима работы способны рециркулировать до 20 % выхлопных газов без ущерба для стабильности горения [4].

  Изображение: Влияние скорости рециркуляции отработавших газов на выбросы загрязняющих веществ и расход топлива
  Авторы и права: Bosch

  Существует несколько исследований влияния системы рециркуляции отработавших газов на износ двигателя и деградацию масла. В исследовании [5] исследование рециркуляции отработавших газов и износа проводилось на тестовом двигателе, работающем при 2400 об/мин с определенной спецификацией масла и системой сгорания. Базовый двигатель был рассчитан на уровни выбросов Euro II и не был повторно согласован при применении EGR. Основные выводы исследования заключаются в том, что рециркуляция отработавших газов может влиять на износ двигателя, который сильно зависит от уровня сажи в выхлопных газах.

  Большая часть увеличения количества сажи в смазочном масле происходит из-за твердых частиц (ТЧ), которые прилипают к масляной пленке на стенке цилиндра и соскабливаются в картер поршневыми кольцами [6]. Что касается износа двигателя, существует два типа износа: коррозионный износ и абразивный износ. Серная кислота, образующаяся в выхлопных газах, и сажа вызывают разрушение масляной пленки и тем самым способствуют коррозии чугуна в области верхней мертвой точки (ВМТ) и нижней мертвой точки (НМТ). Коррозионный износ вызывается твердыми частицами (ТЧ), попавшими в масло.

  EGR имеет другое назначение на бензиновых (бензиновых) двигателях . Он используется в основном для снижения температуры выхлопных газов, чтобы защитить турбокомпрессор и каталитический нейтрализатор. Использование EGR для тепловой защиты компонента является альтернативой обогащению топливовоздушной смеси, особенно при высокой нагрузке, что приводит к значительному снижению расхода топлива . Кроме того, когда двигатель работает с частичными нагрузками, за счет использования системы рециркуляции отработавших газов снижаются насосные потери и повышается эффективность использования топлива.

  В бензиновых двигателях с турбонаддувом и непосредственным впрыском система рециркуляции отработавших газов используется для подавления детонации двигателя . Общий принцип рециркуляции выхлопных газов с широко открытой дроссельной заслонкой (WOT-EGR) с искровым зажиганием заключается в возврате охлажденных выхлопных газов в цилиндр при умеренных и высоких нагрузках, что снижает температуру несгоревших газов до такого уровня, при котором детонация может быть адекватно подавлена ​​и / или температура выходящих выхлопных газов достаточно низкая, чтобы сохранить компоненты выхлопа [7].

  Система рециркуляции отработавших газов (EGR) была впервые представлена ​​на автомобилях в 1970 году. В настоящее время она используется на всех дизельных автомобилях в качестве основной системы для снижения уровня оксидов азота (NOx) .

  Ссылки :

  [1] Передовые технологии двигателей внутреннего сгорания с непосредственным впрыском и разработка, Том 2: Дизельные двигатели, под редакцией Хуа Чжао, CRC Press, 2010
  [2] Verbrennungsmotoren, Institut für Maschinenmesstechnik und Kolbenmaschinen (IMKO)
  [3] Потенциал внутренней системы рециркуляции отработавших газов и работы с дроссельной заслонкой для продления малой нагрузки двухтопливного этанол-дизельного топлива с регулируемой реактивностью воспламенения от сжатия в двигателе большой мощности, Vinícius B. Pedrozo, Ian May, Thompson D.M. Ланзанова, Хуа Чжао, Центр перспективных исследований силовых агрегатов и топлива (CAPF), Лондонский университет Брунеля.
  [4] Снижение устойчивых уровней NOx в автомобильном дизельном двигателе с использованием оптимизированных графиков VGT/EGR, J.G. Хоули, Ф. Дж. Уоллес и А. Кокс, Р. В. Хоррокс и Г. Л. Берд, документ SAE, 1999-01-0835
  [5] Влияние EGR на износ дизельного двигателя, AJ Dennis, CP Garner and DHC Taylor, SAE paper, 1999-01-0839
  [6] Влияние EGR на деградацию масла и производительность системы впуска, Джеффри A. Leet, Terry Friesen, SAE paper, 980179
  [7] Усовершенствованные технологии двигателей внутреннего сгорания с непосредственным впрыском и разработка, Том 1: Бензиновые и газовые двигатели, Под редакцией Хуа Чжао, CRC Press, 2010

  Имеют ли бензиновые автомобили клапаны EGR?

  Рециркуляция выхлопных газов (EGR) — это технология контроля загрязняющих веществ в выхлопных газах, которая используется почти во всех современных автомобилях, будь то бензиновые или дизельные. В некоторых двигателях используется «внутренний EGR», что означает, что у них нет клапана EGR.

  Используется ли рециркуляция отработавших газов (EGR) в бензиновых двигателях?

  EGR (внешняя рециркуляция отработавших газов) десятилетиями использовалась в дизельных двигателях, а в прошлом — в бензиновых двигателях. Недавно он был повторно введен в бензиновые двигатели для повышения эффективности использования топлива при средних и высоких нагрузках двигателя, когда EGR может уменьшить потери при дросселировании и обогащение топлива.

  Что делает клапан EGR на бензиновом двигателе?

  Клапан рециркуляции отработавших газов в выхлопной системе вашего автомобиля Toyota позволяет повторно сжигать некоторые газы, образующиеся в процессе сгорания топлива, в течение второго и более эффективного времени в камере сгорания. Это происходит при соблюдении надлежащих условий работы двигателя, что способствует снижению вредных выбросов.

  Что делает клапан EGR?

  Рециркуляция точного количества выхлопных газов обратно в камеру сгорания имеет ряд преимуществ. Это помогает уменьшить самопроизвольное сгорание, часто известное как детонация, в бензиновых двигателях за счет снижения температуры сгорания. Это позволяет блоку управления двигателем (ECU) разбавлять воздушно-топливную смесь, снижая расход бензина.

  Клапан рециркуляции отработавших газов играет еще большую роль в дизельных двигателях. Направление выхлопных газов обратно в камеру сгорания также снижает температуру сгорания, но главное преимущество заключается в том, что образование частиц закиси азота (NOx) сводится к минимуму. Кроме того, повторное попадание отработанных выхлопных газов в камеру сгорания позволяет двигателю нейтрализовать частицы за счет вторичного сгорания.

  Связана ли работа клапана EGR с функцией сажевого фильтра в дизельных двигателях?

  Да, но только окольными путями. Уменьшение количества сажи NOx, попадающей в сажевый фильтр (DPF), установленный дальше по выхлопной системе, происходит за счет нейтрализации сажи NOx в камере сгорания. Это увеличивает продолжительность между процедурами регенерации и собственный срок службы DPF.

  Почему может выйти из строя клапан EGR?

  Так как он находится на прямом пути прохождения выхлопных газов, сажа может скапливаться вокруг клапана рециркуляции отработавших газов и препятствовать его свободному движению. Это можно смягчить, обеспечив частую эксплуатацию автомобиля на скорости выше 40 миль в час. Постоянная эксплуатация любого автомобиля на низкой скорости в городских условиях с частыми остановками ускорит накопление сажи вокруг клапана рециркуляции отработавших газов.

  Как определить, что клапан рециркуляции отработавших газов в моей машине неисправен?

  Неисправный клапан рециркуляции отработавших газов повлияет на производительность и экономичность вашего двигателя, хотя ЭБУ, скорее всего, обнаружит проблему и предупредит водителя с помощью сигнальной лампы на приборной панели до того, как появятся какие-либо физические симптомы. Грубый холостой ход, нерешительность при ускорении и снижение расхода топлива — все это возможные признаки.

  Что мне делать, если я вижу, что загорается контрольная лампа двигателя?

  Верните автомобиль своему основному дилеру для осмотра. Если диагностическое оборудование показывает код неисправности, связанный с рециркуляцией отработавших газов, клапан, скорее всего, нуждается в чистке или замене. Очистка намного дешевле, чем замена, поэтому на все предупреждающие сигналы следует реагировать немедленно.

  Есть ли на моей машине клапан EGR?

  Ответ: Вы будете смотреть в сторону двигателя.

  Сразу за высоким огромным шлангом радиатора шланг клапана рециркуляции отработавших газов крепится к двигателю.

  Шланг рециркуляции отработавших газов меньше и его легче увидеть, чем шланг радиатора. Клапан рециркуляции отработавших газов можно найти, пройдя по шлангу назад к двигателю.

  Когда клапаны системы рециркуляции отработавших газов стали обязательными?

  Когда EGR стал обязательным? Несколько отечественных производителей дизельных двигателей установили на свои автомобили оборудование для рециркуляции отработавших газов, чтобы выполнить следующий пакет правил правительства США по выбросам, которые должны быть приняты 1 октября 2002 г.

  Куда лучше распылить очиститель EGR?

  НЕ РАСПЫЛЯЙТЕ ПРОДУКТ НАПРЯМУЮ В ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ОХЛАДИТЕЛЬ. Распылите продукт в течение 2 секунд во впускной коллектор. Подождите, пока обороты холостого хода восстановятся и двигатель стабилизируется после каждого распыления. Повторяйте процедуру до тех пор, пока весь продукт не выйдет из аэрозоля.

  Сколько стоит замена клапана рециркуляции отработавших газов в Великобритании?

  Сколько стоит замена клапана EGR? Стоимость замены клапана рециркуляции отработавших газов (Великобритания) варьируется от 337 до 804 в зависимости от количества ремонтов и замен Fixter. Средняя стоимость замены клапана EGR составляет 465 долларов.

  Каковы признаки неисправности клапана EGR?

  Поскольку не все топливо сгорает при низких оборотах, вы обычно можете почувствовать запах топлива, если выхлопные газы постоянно поступают во впускной коллектор. Это означает, что количество углеводородных газов, выбрасываемых из выхлопных газов, резко возрастает, что приводит к сильному запаху топлива.

  Индикатор управления двигателем продолжает гореть

  Если в вашем автомобиле обнаружена проблема с клапаном рециркуляции отработавших газов, индикатор управления двигателем может продолжать гореть. Это может произойти, когда EGR либо закрыт, либо постоянно открыт. Однако стоит отметить, что клапан рециркуляции отработавших газов обычно начинает выходить из строя до того, как он полностью сломается, и система управления двигателем может этого не заметить, пока не станет слишком поздно. В результате важно следить за другими указанными показаниями и симптомами.

  Ваш автомобиль производит больше выбросов

  Если ваш клапан рециркуляции отработавших газов не работает должным образом, будет произведено больше выбросов. Как указывалось ранее, если клапан заблокирован в открытом положении, температура падает, не позволяя всему топливу сгореть. Это означает, что количество несгоревших углеводородных газов, выходящих из выхлопной трубы, возрастет.

  Высокие температуры в камере сгорания приводят к чрезмерному образованию выбросов NOx, если ваш клапан постоянно закрыт.

  Вы слышите стук в двигателе

  Если система рециркуляции отработавших газов постоянно закрыта, двигатель может издавать стук. Это потому, что когда бензин встречает высокую температуру на низких оборотах, он быстро воспламеняется. Детонации являются обычным явлением, потому что второе воспламенение может произойти после первого.

  Где находится регулирующий клапан EGR?

  Клапан рециркуляции отработавших газов, также известный как клапан рециркуляции отработавших газов, направляет отработавшие газы обратно во впуск, в первую очередь для снижения температуры в камере сгорания и улучшения выбросов. Обычно клапан EGR открывается и закрывается в зависимости от температуры двигателя, оборотов и других факторов двигателя. Недостаточный воздух будет поступать в двигатель, если клапан заедает в открытом положении, вызывая симптомы, похожие на утечку вакуума, такие как неровный или подпрыгивающий холостой ход и остановка двигателя. Если клапан остается закрытым, камеры сгорания могут стать более горячими, чем предполагалось, что приведет к преждевременному зажиганию, при котором бензин начинает гореть до того, как загорится свеча зажигания.

  Прежде чем начать, отсоедините отрицательный кабель аккумуляторной батареи, особенно если клапан рециркуляции отработавших газов подключен к электрическому разъему. С трубкой, ведущей к выпускному коллектору, клапан рециркуляции отработавших газов обычно расположен близко или прикреплен к впускному коллектору. Вакуумный или электрический разъем (или оба) должны быть подключены к клапану и должны быть отключены. Чтобы снять клапан рециркуляции отработавших газов, сначала отсоедините его от впускного, где он обычно удерживается на месте многочисленными болтами, а затем от выпускного, где он обычно накручивается или вкручивается. При снятии клапана имейте в виду, что прокладки обычно заменяемы и могут быть довольно дорогими.

  Использование одностороннего клапана для оптимизации работы турбонагнетателя в двигателе со смешанной системой рециркуляции отработавших газов

  Введение

  Все более ужесточающиеся нормы выбросов в дизельных двигателях привели к исследованиям в области технологии рециркуляции отработавших газов (EGR) для уменьшения выхода двигателя из строя NO _X . Термическое, химическое и разбавляющее воздействие рециркуляции отработавших газов помогает снизить выбросы NO _X в двигатель. Традиционно в этом приложении на протяжении нескольких десятилетий использовалась система рециркуляции отработавших газов высокого давления (Park et al., 2014). Различные компоновки EGR были опробованы для проверки их влияния на производительность и выбросы двигателя (Mao et al., 2015; Zheng et al., 2004; Vitek et al., 2008) и концепция двойного контура, которая включает в себя высокую Из них рождается контур EGR с давлением (HP-EGR) и контур EGR с низким давлением (LP-EGR).

  В системе LP-EGR выхлопные газы удаляются со стороны низкого давления турбины и подаются на сторону низкого давления компрессора (рис. 1А). Основное преимущество системы LP-EGR заключается в том, что турбина согласована, и, следовательно, перепад давления в двигателе не изменяется. Поскольку размер компрессора может отличаться от размера турбины, система LP-EGR может обеспечить большое количество EGR, особенно при низких скоростях и условиях высокой нагрузки (Williams et al. , 2017). Кроме того, поскольку линия подачи LP-EGR длиннее, чем у HP-EGR, смешивание газа LP-EGR и свежего воздуха улучшается, что приводит к более однородной смеси в цилиндрах. По сравнению с системой HP-EGR, система LP-EGR также оказывает меньшее влияние на энтальпию на входе в турбину, поскольку скорость EGR варьируется. Таким образом, изменение скорости вращения турбонагнетателя, эффективности компрессора и PMEP минимально по мере увеличения скорости EGR, и, как правило, может быть достигнуто более высокое давление наддува (Mao et al., 2015; Maiboom et al., 2010). Благодаря достаточному расширению через турбину потребность в охлаждении системы LP-EGR ниже, а распределение EGR на цилиндр лучше, чем в системе HP-EGR (van Aken et al., 2007; Torregrosa et al., 2006). ). Кроме того, LP-EGR еще раз охлаждается (по сравнению с HP-EGR) через промежуточный охладитель, что приводит к более низким температурам в коллекторе (Jun et al., 2007). Однако потенциальная проблема с двигателем, работающим только на LP-EGR, заключается в том, что EGR всегда будет проходить через CAC, где может произойти конденсация и выпадение воды. Вода может мешать работе двигателя, если она конденсируется в больших количествах.

  РИСУНОК 1 . Схема системы (A, слева) LP-EGR и (B, справа) HP-EGR.

  Система HP-EGR, с другой стороны, полностью заключена в части высокого давления воздушной системы, до турбины и после компрессора (рис. 1B). По мере увеличения HP-EGR противодавление выхлопных газов уменьшается. Эта система основана на положительном градиенте давления для направления EGR к впускному коллектору. Во время стехиометрической работы, когда впуск дросселируется, давление во впускном коллекторе может быть ниже, чем давление выхлопа, создавая таким образом эффект вакуума, который заставляет EGR течь без помощи дополнительного противодавления. Система HP-EGR более широко используется в дизельных двигателях из-за более простой компоновки, меньшего эффекта загрязнения компрессора и лучшей реакции EGR, чем другие системы EGR. С увеличением скорости HP-EGR в условиях частичной нагрузки противодавление выхлопных газов уменьшается, что приводит к уменьшению разницы давлений между впуском и выпуском. Это помогает снизить насосные потери, связанные с уменьшением расхода топлива (Williams et al., 2017; van Aken et al., 2007).

  Юго-Западный научно-исследовательский институт (SwRI) постоянно исследует новые концепции технологии двигателей в рамках нескольких внутренних исследовательских программ и Консорциума высокоэффективных бензиновых двигателей (HEDGE™). Предыдущие исследования HEDGE-II показали, что попытки согласования одного турбокомпрессора или нагнетателя с двигателем типа HEDGE оказались трудными (Joo et al., 2012). Когда оборудование повышения давления было настроено для работы на низкой скорости, диапазон расхода ограничивает работу на высокой скорости. И наоборот, при работе на высоких скоростях системы наддува были неспособны обеспечить высокие отношения давления, необходимые для работы на низких скоростях. Было высказано предположение, что двигатель HEDGE с системой HP-EGR и LP-EGR может соответствовать требованиям кривой крутящего момента с одним турбонагнетателем. Одно из предыдущих исследований (Alger et al., 2005) было проведено на бензиновом двигателе с различными степенями сжатия и конфигурациями EGR при различных скоростях и режимах нагрузки: HP-EGR с 17,5:1 CR, LP-EGR и HP-EGR. Системы рециркуляции отработавших газов с внешним наддувом при CR 12,5: 1. Исследование показало, что концепция HEDGE имеет потенциал для достижения почти таких же показателей экономии топлива, как дизельный двигатель, оборудованный для соответствия уровням выбросов MY2002/2004. Другое исследование (Mao et al., 2015), проведенное на дизельном двигателе большой мощности, показало, что двухконтурная система рециркуляции отработавших газов способна обеспечить наилучшую тепловую эффективность тормозов (BTE) и выбросы. Это произошло потому, что система рециркуляции отработавших газов с двойным контуром работала с оптимальным компромиссом между общим тепловым КПД и насосными потерями, а самые низкие выбросы были связаны с надлежащей задержкой воспламенения и коэффициентом эквивалентности. Во время этого исследования система HP-EGR могла работать наилучшим образом, когда уровень EGR был ниже 22,5%, следовательно, для системы EGR с двойным контуром контур LP-EGR включался, когда уровень EGR превышал 22,5%, а уровень LP — Доля EGR увеличилась с увеличением требуемой EGR.

  При работе двигателя с системой HP-EGR было замечено наличие значительного обратного потока через контур HP-EGR. В результате этого обратного потока чистый EGR, подаваемый в цилиндры, был ниже заданного. Чтобы решить эту проблему, в систему HP-EGR был встроен односторонний клапан, который помог предотвратить этот обратный поток и привел к более высокой чистой доле EGR при сохранении разумных положений привода. В этом исследовании задокументированы подходы, использованные при настройке базового двигателя для работы со смешанными системами EGR (HP-EGR и LP-EGR), а также всесторонняя оценка использования одностороннего клапана для предотвращения обратного потока, возникающего во время работы HP-EGR.

  Подход

  Технические характеристики двигателя и условия эксплуатации

  В этом проекте для демонстрации характеристик смешанной системы рециркуляции отработавших газов использовался 2,0-литровый двигатель KIA G4KH для легких условий эксплуатации. Технические характеристики двигателя приведены ниже в Таблице 1. Максимальная нагрузка серийного двигателя G4KH составляет 23 бар BMEP и 205 кВт.

  ТАБЛИЦА 1 . Характеристики двигателя.

  Уровень удельной мощности этого двигателя находится в диапазоне от среднего до высокого, однако поддержание такой высокой производительности с рециркуляцией отработавших газов было маловероятным. Следовательно, цель состояла в том, чтобы поддерживать постоянное BMEP 20 бар в диапазоне от 2000 до 5000 об/мин и производить 85 кВт/л при 6000 об/мин (достигается при BMEP 17 бар). Предлагаемая скорость рециркуляции отработавших газов 25% будет работать со стехиометрической заправкой во всех точках, но допускается снижение рециркуляции отработавших газов для достижения целевого показателя BMEP и стабилизации процесса сгорания. Один турбонагнетатель был адаптирован для удовлетворения требований к крутящему моменту на низких скоростях при работе с LP-EGR, чтобы сохранить возможности продувки. Предполагалось, что на высоких скоростях тот же турбокомпрессор сможет удовлетворить требования к крутящему моменту на высоких скоростях при работе с HP-EGR. На рис. 2 показана базовая линия и предлагаемая кривая крутящего момента.

  РИСУНОК 2 . Базовые и предлагаемые кривые производительности.

  Установка двигателя и базовые испытания

  Двигатель был установлен вместе с блоком управления двигателем (ECU), предоставленным Hyundai Motor Company (HMC), который был загружен производственной калибровкой для проведения всех операций обкатки двигателя и для базовых испытаний двигатель. Двигатель был проверен на соответствие ожидаемому удельному расходу топлива при торможении (BSFC) в более чем 50 различных рабочих точках. Также была проверена кривая крутящего момента до 6000 об/мин. В качестве основы для будущих сравнений BSFC использовались восемь конкретных рабочих условий скорости нагрузки (показаны в таблице 2).

  ТАБЛИЦА 2 . Измеренный BSFC в условиях теста HEDGE.

  После проверки двигателя на испытательном стенде модель GT-Power, отправленная HMC, была проверена в соответствии с результатами двигателя. Затем модель была модифицирована, чтобы включить систему HP-EGR с набором клапанов горячей и холодной сторон, систему LP-EGR и подходящий турбонагнетатель. Первоначально турбокомпрессор OEM был масштабирован в модели, чтобы показать, что он может соответствовать целевым кривым выступа с конфигурацией Blended EGR. Затем эти результаты были использованы для подбора возможных турбокомпрессоров к двигателю. В дальнейшем в исследовании использовался увеличенный турбокомпрессор GT2056, предоставленный Garrett Turbochargers (ранее Honeywell).

  Все полученные результаты были получены при целевом режиме рециркуляции отработавших газов 25 %, за исключением 2 000 об/мин и ниже, где скорость рециркуляции отработавших газов была снижена до 15 % для достижения целевого значения BMEP. Номинальная мощность 90 кВт/л (по сравнению с предлагаемой целью 85 кВт/л) была достигнута при номинальной мощности 6 000 об/мин, 18 бар BMEP и 25 % рециркуляции отработавших газов.

  На рис. 3 показано, как две системы рециркуляции отработавших газов объединяются для удовлетворения общих требований к системе рециркуляции отработавших газов двигателя при полной нагрузке. При 2000 об/мин EGR обеспечивалась исключительно системой LP-EGR. Поскольку давление на входе в турбину увеличилось и потребовалось перепускание выхлопных газов через перепускной клапан, был использован HP-EGR. Общая стратегия управления EGR заключалась в том, чтобы использовать как можно больше HP-EGR при открытом перепускном клапане (рис. 4). Это связано с тем, что HP-EGR имеет меньшие насосные потери, связанные с его работой, поскольку он использует перепад давления для привода EGR.

  РИСУНОК 3 . Смешанный EGR из систем HP-EGR и LP-EGR.

  РИСУНОК 4 . Диаметр вестгейта при полной нагрузке.

  Особое внимание уделялось характеристикам компрессора, чтобы определить, приводит ли стратегия рециркуляции отработавших газов к нежелательным рабочим областям, а именно к дросселированию или помпажу. Помпаж наиболее вероятен при низкой скорости и более высокой нагрузке, когда массовый расход низок, но степень повышения давления высока. Дроссель возникает при более высоких массовых расходах, когда компрессор достигает физического предела массового расхода. На Рис. 5 (СЛЕВА) показана смешанная рабочая область рециркуляции отработавших газов на базовом (стандартном) компрессоре (данные являются собственностью компании, поэтому значения степени сжатия, скорости, массового расхода и эффективности скрыты). Ключевым выводом из рисунка является то, что смешанная работа рециркуляции отработавших газов с базовым компрессором привела его к нежелательным рабочим областям дросселирования и помпажа, поэтому для этого исследования использовался другой компрессор (масштабированный по массовому расходу).

  РИСУНОК 5 . Смешанные рабочие точки системы рециркуляции отработавших газов на карте (СЛЕВА) Базовый/стандартный компрессор и (СПРАВА) Карта эффективности нового компрессора.

  Стратегия смешанной системы рециркуляции отработавших газов позволяла одному турбонагнетателю работать в широком диапазоне скоростей. На высоких скоростях HP-EGR уменьшал массовый поток через турбонагнетатель, позволяя использовать турбонагнетатель меньшего размера по сравнению с использованием LP-EGR на высоких скоростях. Стратегия LP-EGR на низких скоростях увеличила массовый поток через турбонагнетатель по сравнению с HP-EGR. Более высокий массовый расход вызывал большую работу расширения в турбине, что приводило к более низкому наддуву и смещению рабочей точки компрессора вправо (в сторону от помпажа). На рис. 5 (справа) показаны рабочие точки нового компрессора (масштабированная модель Garrett Turbochargers), указывающие на то, что поток не попадает в области помпажа и дросселирования, как это было с базовым компрессором. Этот запас будет сохранен, если EGR будет заменен на свежий воздух, чтобы работать с более высоким BMEP.

  Преобразование смешанной системы рециркуляции отработавших газов

  После проведения базовых испытаний и проверки модели были предприняты шаги по изменению конфигурации для реализации стратегии смешанной системы рециркуляции отработавших газов. Начальная часть этапа включала установку контуров LP-EGR и HP-EGR (с клапанами и охладителями). Система HP-EGR состояла из клапанов горячей и холодной сторон, охладителей EGR и одностороннего клапана. Оба набора клапанов были независимо оценены при моделировании и на двигателе, и было обнаружено, что при наличии клапанов горячей стороны через турбину проходит более высокий массовый расход, что приводит к большему наддуву и более высоким нагрузкам, достигаемым во время работы LP-EGR. . Из-за этого повышения производительности клапаны горячей стороны были выбраны в конфигурации HP-EGR. Требования к системе зажигания увеличились с увеличением разбавления из-за EGR. Таким образом, штатная система зажигания была заменена прототипом системы зажигания BorgWarner Dual Coil Ignition (DCI), в которой используется технология Dual Coil Offset (DCO™), ранее разработанная SwRI (Alger et al., 2011). На рис. 6 показана полная схема смешанной конфигурации EGR.

  РИСУНОК 6 . Смешанная конфигурация EGR.

  Производственный контроллер, использовавшийся для начальной обкатки и проверки, не был способен управлять двойными контурами рециркуляции отработавших газов, поэтому двигатель был переведен на специальный контроллер с полными полномочиями на основе cRIO (Compact Reconfigurable Input Output) от National Instruments. cRIO был сконфигурирован для работы EGR, впускных дроссельных клапанов и системы DCI. Впускной ограничительный клапан использовался для привода LP-EGR на низких скоростях, когда давление впуска было выше, чем давление выхлопа. При установке смешанных компонентов EGR была выполнена проверка контроллера SwRI. Результаты этого тестирования сравнивались с данными, собранными с помощью базового/базового контроллера (Таблица 2), чтобы гарантировать, что характеристики двигателя могут быть воспроизведены в восьми точках HEDGE. Полученная разница между штатным контроллером и контроллером SwRI, как видно на рисунке 7, показывает, что характеристики двигателя соответствуют ожидаемым допускам.

  РИСУНОК 7 . BSFC Процентная разница между базовым (базовым) контроллером и контроллером SwRI.

  За проверкой контроллера SwRI последовало дальнейшее моделирование и испытания двигателя для полной смешанной системы EGR. Во время испытаний было замечено, что имеется достаточный обратный поток всасываемого топлива через систему HP-EGR. В некоторых рабочих точках этот обратный поток не позволял рециркуляции отработавших газов поступать в цилиндр. В следующем разделе подробно рассказывается об использовании одностороннего клапана для предотвращения этого обратного потока.

  Односторонний клапан

  Как указывалось ранее, во время работы HP-EGR мгновенные пульсации давления будут возвращать всасываемый заряд обратно через контур HP-EGR. Этот обратный поток создавал более высокие пиковые значения массового расхода через контур HP-EGR и ограничивал максимальное количество HP-EGR. В некоторых рабочих условиях перепад давления между впускным и выпускным коллектором не позволял потоку HP-EGR, и главный дроссель должен был быть закрыт, чтобы создать перепад давления для приведения в действие HP-EGR. Односторонний клапан уменьшал обратный поток в контур HP-EGR и позволял использовать HP-EGR там, где перепад давления в коллекторе на двигателе не приводил к естественному приводу HP-EGR. Первоначальное моделирование показало, что существуют некоторые условия, при которых возможен обратный поток (рис. 8). Обратный поток присутствовал, когда прогнозируемый массовый расход был ниже нуля.

  РИСУНОК 8 . Массовый расход HP-EGR, указывающий на противоток.

  Односторонний клапан, расположенный на соединении контура HP-EGR с впускным коллектором, предотвращает этот обратный поток. Устранение обратного потока должно обеспечить больший поток HP-EGR для данной разницы давлений. Односторонние клапаны были смоделированы в GT-Power как отверстия с коэффициентом обратного нагнетания, равным нулю (рис. 9). Эта модель представляла собой максимальный потенциал одностороннего клапана.

  РИСУНОК 9 . Односторонний клапан, смоделированный в GT-Power.

  При 3000 об/мин, BMEP 13 бар и рециркуляции отработавших газов 15% более высокий пиковый массовый расход развивался через контур высокого давления-рециркуляции отработавших газов без одностороннего клапана (обратного клапана), как показано на рис. при низкой нагрузке и высокой скорости, а также в условиях высокой нагрузки (рис. 11). Значительный обратный поток во всех точках предполагал потенциальное расширение работы HP-EGR.

  РИСУНОК 10 . Обратный поток при 3000 об/мин, 13 бар BMEP и 15 % EGR.

  РИСУНОК 11 . Сравнение одностороннего клапана на (A, слева) 2000 об/мин, 2 бар BMEP; (B, справа) 4500 об/мин, 18 бар BMEP.

  Использование одностороннего клапана в контуре HP-EGR помогло снизить пиковый массовый расход примерно на 50% при 2000 об/мин, 2 бара BMEP и примерно на 25 % при 4500 об/мин, 18 бар BMEP.

  При более внимательном рассмотрении графиков Log P и Log V (рис. 12) для вышеуказанных условий видно, что с самого начала нет существенной разницы между случаями с обратным клапаном и без него. Следует отметить, что это исследование проводилось в основном в одинаковых условиях между случаями, и, следовательно, на графиках Log P и Log V не наблюдалось существенной разницы.

  РИСУНОК 12 . Сравнение Log P и Log V с обратным клапаном и без него на (A) 3000 об/мин, 13 бар BMEP; (B) 2000 об/мин, 2 бар BMEP и (C) 4500 об/мин, 18 бар BMEP.

  Моделирование показало более разумное положение клапана EGR, когда система HP-EGR работает с односторонним клапаном, а не без одностороннего клапана. Это в значительной степени проявляется в условиях 3000 об/мин, 13 бар, где без одностороннего клапана более высокое положение привода на 67% обеспечивает более низкую долю рециркуляции отработавших газов в цилиндре по сравнению со случаем с односторонним клапаном (таблица 3).

  ТАБЛИЦА 3 . Положение привода рециркуляции отработавших газов и рециркуляция отработавших газов в цилиндре при 3000 об/мин и 13 бар BMEP.

  Наибольшее снижение пикового массового расхода с односторонним клапаном и наибольшее изменение положения привода клапана рециркуляции отработавших газов наблюдались при рабочих условиях BMEP 13 бар при 3 000 об/мин. Это существенное снижение пикового массового расхода предполагает более высокую производительность системы рециркуляции отработавших газов в данных условиях. Следовательно, это рабочее состояние было выбрано для дальнейшего изучения. GT-Power и данные двигателя указывали, что главный дроссель должен быть закрыт, чтобы приводить в действие HP-EGR в этом состоянии (шаг 1 таблицы 4). Был введен односторонний клапан (на шаге 2 в таблице 4) при сохранении того же угла дроссельной заслонки, и моделирование предсказало 8-процентное увеличение скорости HP-EGR, ограниченное только способностью турбонагнетателей производить достаточно наддува для поддержания нагрузки. Слегка приоткрытая дроссельная заслонка не идеальна для работы, но в некоторых условиях необходима для работы HP-EGR. Кроме того, клапан HP-EGR не был полностью открыт на шаге 2, что предполагало возможность дальнейшего открытия дроссельной заслонки. Шаг 3 таблицы 4 поддерживал то же количество рециркуляции отработавших газов, что и шаг 2, но теперь дроссельная заслонка была полностью открыта. Таким образом, полезная область HP-EGR может быть расширена, что приведет к возможности большего количества HP-EGR в этом состоянии. Для шага 4 в таблице 4 максимальное количество рециркуляции отработавших газов было достигнуто на уровне 27%, что снова ограничивается наддувом. Односторонний клапан смог почти удвоить скорость HP-EGR без увеличения противодавления или PMEP. Преимущество PMEP может быть лучше реализовано вблизи границы работы HP-EGR и обычно достигается за счет увеличения скорости EGR и работы WOT, обеспечиваемой односторонним клапаном.

  ТАБЛИЦА 4 . Расширение работы HP-EGR с односторонним клапаном.

  Результаты одностороннего клапана на двигателе были столь же многообещающими. В условиях BMEP 13 бар при 3000 об/мин они предусмотрели более разумные положения исполнительных механизмов с точки зрения дроссельной заслонки и клапанов EGR (таблица 5).

  ТАБЛИЦА 5 . Положения привода при 3000 об/мин/13 бар в условиях BMEP.

  HP-EGR с односторонним клапаном также был протестирован при 1500 об/мин и в условиях высокой нагрузки. На рис. 13 показано, что без одностороннего клапана из-за обратного потока выхлопных газов в систему HP-EGR чистый поток EGR в двигатель равен 0%. Однако использование одностороннего клапана даже в условиях низкой скорости и высокой нагрузки, когда поток HP-EGR не ожидается, обеспечивает 16% чистого потока EGR. Это продемонстрировало способность одностороннего клапана расширить использование HP-EGR.

  РИСУНОК 13 . Поток EGR с односторонним клапаном на низкой скорости и в условиях высокой нагрузки.

  При более низком пиковом массовом расходе и более высоком уровне рециркуляции отработавших газов во время работы системы рециркуляции отработавших газов высокого давления с односторонним клапаном на турбину подается более высокое давление. Следовательно, турбина меньшего размера может использоваться для извлечения такого же количества наддува с помощью одностороннего клапана. Меньшая турбина также была бы полезна в переходных режимах, поскольку она могла бы обеспечить более быстрый отклик, что привело бы к меньшей турбо-задержке.

  Заключение

  В этой работе было проанализировано влияние одностороннего клапана в системе HP-EGR. При исследовании смешанной системы EGR на легком бензиновом двигателе было замечено, что во время работы HP-EGR мгновенные пульсации давления возвращали EGR обратно через контур EGR высокого давления. Для достижения желаемого уровня рециркуляции отработавших газов при заданных условиях двигатель должен был затрачивать энергию в виде насосной работы. Различные симуляции с односторонним клапаном на GT-Power показали его преимущество в предотвращении любого обратного потока через контур EGR высокого давления, что, в свою очередь, привело к расширению рабочего диапазона HP-EGR. Во время моделирования это означало гораздо более широкое положение дроссельной заслонки, что сводило к минимуму работу насоса и увеличивало пропускную способность системы HP-EGR.

  Заметив многообещающие результаты моделирования, установка была реализована на движке. Результаты испытаний двигателя показали разумное положение привода с точки зрения клапана рециркуляции отработавших газов и угла дроссельной заслонки. Более широкий дроссель означал, что работа по перекачиванию значительно сократилась. Несколько лучший BSFC также наблюдался при наличии односторонних клапанов, чего не наблюдалось во время моделирования. Кроме того, способность одностороннего клапана увеличивать количество рециркуляции отработавших газов при любых условиях приводила к увеличению давления в турбине. Таким образом, турбина меньшего размера может использоваться для создания такого же наддува, чтобы соответствовать требованиям нагрузки.

  Будущая работа

  В этом документе исследуется влияние одностороннего обратного клапана на обратный поток через систему HP-EGR. Как уже отмечалось, во время работы HP-EGR из-за значительного обратного потока через контур HP-EGR через систему проходит более высокий пиковый массовый расход для достижения заданной скорости EGR в цилиндре. С введением одностороннего клапана пиковый поток снижается, чтобы обеспечить чистую скорость рециркуляции отработавших газов в цилиндрах. Также наблюдается то, что из-за меньшего обратного потока может быть достигнуто более разумное положение привода. Объем работы был ограничен предварительным использованием одностороннего клапана на управляемость EGR в системе HP-EGR и проверкой жизнеспособности концепции. Будущие публикации будут включать всестороннее исследование улучшений производительности в отношении BSFC и оптимизированных насосных потерь при работе смешанной системы EGR в течение нормативных ездовых циклов.

  Заявление о доступности данных

  Наборы данных, представленные в этой статье, были одобрены членами HEDGE. Дополнительные наборы данных являются собственностью и не всегда доступны. Запросы на доступ к наборам данных следует направлять доктору Грэму Конвею [[email protected]].

  Вклад авторов

  Компания BD участвовала в моделировании GT-Power смешанной системы рециркуляции отработавших газов. GC и BD провели эксперименты с двигателем, а SR внесла свой вклад в интеграцию блока управления для испытаний двигателя. GH участвовал в сборе результатов для литературы.

  Финансирование

  Эта работа финансировалась в рамках консорциума HEDGE-III ^TM Юго-Западного научно-исследовательского института.

  Конфликт интересов

  Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

  Ссылки

  Алджер Т., Гингрич Дж., Мангольд Б. и Робертс К. (2011). Система зажигания с непрерывным выпуском для расширения предела рециркуляции отработавших газов в двигателях SI. Международный SAE. Дж. Инж. 4 (1), 677–692. doi:10.4271/2011-01-0661

  Полный текст CrossRef | Google Scholar

  Алджер Т., Ханхе С., Робертс К. и Райан Т. (2005). Бензиновый двигатель для тяжелых условий эксплуатации — многоцилиндровый образец высокоэффективной технологии с низким уровнем выбросов. Технический документ SAE 2005-01-1135. doi:10.4271/2005-01-1135

  Полный текст CrossRef | Google Scholar

  Джу, С., Алджер, Т., Чадвелл, К., и Де Охеда, В. (2012). Высокоэффективный бензиновый двигатель для тяжелых условий эксплуатации. Международный SAE. Дж. Инж. 5 (4), 1768–1789. doi:10.4271/2012-01-1979

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Джун Дж., Сонг С., Чун К. и Ли К. (2007). Сравнение уровня NOx и BSFC для систем HP-EGR и LP-EGR дизельного двигателя большой мощности. Технический документ SAE 2007-01-3451. doi:10.4271/2007-01-3451

  Полный текст CrossRef | Google Scholar

  Maiboom, A., Tauzia, X., Shah, S., and Hétet, J. (2010). Экспериментальное исследование системы рециркуляции отработавших газов низкого давления на автомобильном дизельном двигателе по сравнению с системой рециркуляции отработавших газов высокого давления в отношении выбросов твердых частиц и NOx, а также удельного расхода топлива. Международный SAE. Дж. Инж. 2 (2), 597–610. doi:10.4271/2009-24-0138

  Полный текст CrossRef | Google Scholar

  Мао Б., Яо М., Чжэн З. и Ли Ю. (2015). Влияние двухконтурной системы рециркуляции отработавших газов на производительность и выбросы дизельного двигателя, Технический документ SAE 2015-01-0873. doi:10.4271/2015-01-0873

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Парк Ю. и Бэ К. (2014). Экспериментальное исследование влияния соотношения EGR высокого/низкого давления в дизельном двигателе легкового автомобиля. Заявл. Энергия 133, 308-316. doi:10.1016/j.apenergy.2014.08.003

  CrossRef Полный текст | Google Scholar

  Торрегроса А., Олмеда П., Мартин Дж. и Дегреуве Б. (2006). Эксперименты по влиянию наддува и температуры охлаждающей жидкости на мощность и выбросы дизельного двигателя с прямым впрыском. Экспл. Терм. Науки о жидкости. 30 (7), 633–641.

  Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

  ван Акен М., Виллемс Ф.