Содержание
Система рециркуляции отработанных газов EGR, принцип работы
На чтение 3 мин Просмотров 4к. Опубликовано
Обновлено
Система рециркуляции выхлопных газов (Exhaust Gas Recirculation — EGR) является одной из нескольких систем контроля выхлопных газов автомобиля.
Содержание
Для чего нужна система EGR
Контроль за выхлопными газами помогает уменьшить количество оксидов азота (NOx). Оксиды азота обычно образуются в процессе сгорания в цилиндрах двигателя.
Их образование резко возрастает при более высоких температурах сгорания (выше 1600 °C).
Более высокие температуры сгорания также вредны для двигателя. В результате высокой температуры может появиться детонация, когда топливовоздушная смесь воспламеняется в цилиндрах не от искры, а от чрезмерного нагрева.
Поскольку это происходит в неподходящее время, перед искрой, детонация увеличивает нагрузку на детали двигателя.
Длительная детонация может повредить клапаны, поршни и другие детали. Турбокомпрессор также выходит из строя раньше, когда подвергается чрезмерному нагреву.
Система EGR снижает температуру сгорания, отводя небольшую часть выхлопных газов обратно во впускной коллектор.
Как это работает? Выхлопные газы больше не являются горючими. Разбавление всасываемого воздуха выхлопными газами делает смесь воздух / топливо менее горючей.
Не все автомобили оснащены системой рециркуляции отработавших газов. Во многих новых автомобилях используется система изменения фаз газораспределения (variable valve timing — VVT) и другие средства для контроля температуры сгорания и выбросов оксидов азота.
Как контроллер двигателя управляет потоком системы EGR
Блок управления двигателя двигателя (ЭБУ) открывает или закрывает клапан EGR для управления потоком в системе. Клапан соединяет выпускной коллектор с впускным коллектором. Клапан EGR нормально закрыт.
Поток рециркуляции отработавших газов достигает максимального значения во время неизменной скорости (крейсерский режим) при умеренной нагрузке.
В некоторых автомобилях клапан EGR управляется вакуумным приводом, как показано на рисунке ниже.
Современные автомобили имеют электрический клапан рециркуляции отработавших газов с шаговым двигателем.
Как контролируется поток системы EGR
Контроллер периодически тестирует систему EGR вместе с другими системами контроля выбросов. Если расход больше или меньше ожидаемого, ЭБУ обнаруживает неисправность и включает индикатор Check Engine на панели приборов.
EGR с датчиком температуры
Существуют разные способы контроля потока EGR. Некоторые автомобили используют датчик температуры EGR, установленный во впускной части системы EGR. Когда клапан рециркуляции выхлопных газов открывается, температура на стороне впуска поднимается от горячих выхлопных газов.
EGR с датчиком DPFE
В более старых автомобилях Ford использовался датчик DPFE (Delta Pressure Feedback EGR), который измеряет расход EGR на основании разницы давлений с обеих сторон измерительного отверстия в выхлопной части системы EGR.
EGR с электрическим клапаном
Современные автомобили используют электрический клапан рециркуляции отработавших газов. Некоторые автомобили также имеют кулер EGR.
ЭБУ управляет потоком EGR, открывая или закрывая клапан EGR с помощью шагового двигателя.
Поток EGR контролируется датчиком абсолютного давления в коллекторе (ДАД / MAP), датчиком массового расхода воздуха (ДМРВ) и датчиком кислорода.
Как решить проблемы ЕГР | АвтобурУм
Стас [stas90]
06.02.2019,
Просмотров: 2024
Опять обращаюсь к проблемам, так или иначе связанными с экологией. Совсем недавно, когда стандарты экологичности еще не были такими серьезными, особенно для автолюбителей, о системе рециркуляции выхлопных газов никто и не вспоминал. Стоят под капотом какие-то коробочки с шлангами и разъемами, называются клапан EGR, датчик. Служат, вроде для увеличения экологичности. При их отключении видимых изменений в работе двигателя не имеется.
Наоборот, движок иногда становится более приемистым. Скажу больше: треть автомобилей в возрасте приезжала с отключенной системой ЕГР. Многие свежеиспеченные автолюбители заезжали на СТО только за тем, чтобы поинтересоваться, что за блоки одиноко болтаются под капотом.
Автопроизводители, обеспокоившись таким неуважением к системам EGR, затруднили жизнь владельцев транспортных средств. Сославшись на стандарты ЕВРО-4, они решили программно «душить» двигатель, если есть неисправности ЕГР. То есть, когда система неисправна, для улучшения экологических параметров блок управления двигателем не дает силовому агрегату развивать скорость более 100 километров в час, достигать предельной мощности. В таком случае выходов два: либо восстанавливать работоспособность ЕГР, либо пытаться изменить программу, чтобы она навсегда забыла про эту систему.
Для чего нужна ЕГР
Основное назначение – уменьшение предельной температуры воспламенения. В воздухе, попадающем в цилиндры, присутствует не только полезный кислород, но и бесполезный азот.
Его там, кстати, в три раза больше, чем кислорода. При сгорании рабочей смеси в условиях предельных температур производится оксидация азота.
Образовавшиеся оксиды азота очень токсичны, их накопление в атмосфере недопустимо. Для того чтобы уменьшить их процентное содержание в выхлопных газах, требуется уменьшение температуры в цилиндре во время воспламенения. Это можно сделать, добавив в рабочую смесь обедненный состав. Его берут из выхлопной системы. То есть, часть выхлопных газов при включенном клапане системы рециркуляции отправляют во впускной коллектор.
Где находятся устройства ЕГР
В работе систем ЕГР более ранних версий участвовали клапаны ЕГР. Они были пневматического или электропневмомеханического типа. Их работа управлялась разрежением воздуха во впускном коллекторе, либо сигналом датчика ЕГР. Работу современных электрических клапанов EGR контролирует блок управления движком. Он руководствуется данными, поступающими с датчиков температуры системы охлаждения, ДМРВ, абсолютного давления в коллекторе и др.
С каждым годом найти сам клапан ЕГР становится сложнее.
- По стандарту ЕВРО-4 система работала по высокому давлению. Клапан устанавливался в систему между впускным и выпускным коллектором.
- В ЕВРО-5 по отработанным газам ЕГР подключается в место далее сажевого фильтра перед глушаком. По впуску он подключается перед турбокомпрессором.
- По стандарту ЕВРО-6 используется комбинированная система. Возможно применение двухклапанной системы EGR. Один действует по низкому давлению, оставшийся – по высокому.
Алгоритм работы системы ЕГР комбинированного типа. Одно остается неизменным: если блок управления двигателя обнаруживает ошибку в выполнении алгоритма работы EGR либо показаний ее датчиков, двигатель начинает работать в аварийном режиме. Это означает, что сколько не дави на педаль акселератора, автомобиль не разгонишь до любимой скорости.
Неисправность ЕГР
Причиной отказа работоспособности системы может является попадание различных веществ в клапан ЕГР.
В выхлопных газах находятся частицы нагара, масла, сажа, иные засорения. Конечные причины таких загрязнений – большой ресурс двигателя, систем фильтрации, отвратительное качество топлива на российских автозаправках. О нормальной работе системы ЕГР можно говорить только в первые сто тысяч километров пробега. Затем появляются различные проблемы, которые могут быть выражены в:
- притуплении движка на больших оборотах, при резком старте;
- нестабильных оборотах на прогретом силовом агрегате и холостом ходу;
- сообщении «check engine»;
- повышении показаний токсичности во время техосмотра по параметру «оксиды азота».
Для точного определения истинной причины неисправности требуется глубокая диагностика двигателя. При помощи простейшего ELM327 не всегда удается определить конкретную неисправность. Он может показывать ошибку типа «отказ EGR». В чем он заключается конкретно, неизвестно. Требуется дилерская диагностика для определения проблем в конечном устройстве.
Устранение проблем ЕГР
Многие автолюбители устраняют неисправности системы самостоятельно. На первом этапе они действуют стандартно: чистят клапан ЕГР. Именно в данной ситуации очень часто это имеет эффект. В клапан попадают засорения по каналу отработанных газов.
Для очистки необходимо применять агрессивные чистящие средства. Хорошо подходит средство для очистки карбюраторов, ацетон. С последним лучше не переусердствовать: он может растворить полимерные детали клапана. После очистки клапан может расклинить, и еще около года работать нормально. Таким же образом будет вести себя восстановленный клапан ЕГР с разборки.
Если чистка клапана не привела ни к какому эффекту, на втором этапе заменяют клапан, вакуумные трубки, датчики. Перед этой операцией следует выполнить компьютерную диагностику, чтобы не работать вслепую. Если работу системы ЕГР удалось восстановить, это еще не значит, что она не проявит себя после 5-8 тысяч километров пробега.
Чтобы окончательно раз и навсегда забыть проблемы ЕГР, можно программно удалить ее из блока управления, то есть выполнить чип-тюнинг.
Самостоятельно выполнить такую операцию без специального оборудования невозможно. Оборудование дорогостоящее, приобретать его на один-два ремонта нерентабельно. Также в большинстве случаев необходимо платить за программнон обеспечение, прошивки.
Есть в такой процедуре положительный эффект. Научившись самостоятельно выполнять программное удаление ЕГР, можно зарабатывать немалые деньги.
Эксплуатация и диагностика системы рециркуляции отработавших газов
Рециркуляция отработавших газов представляет собой разбавление воздушно-топливной смеси для контроля количества отработавших газов. Поскольку выхлопные газы не сгорают, это снижает температуру сгорания и снижает выбросы NOx из двигателя. При более низких температурах горения очень небольшое количество азота в воздухе соединяется с кислородом с образованием NOx. Большая часть азота просто уносится с выхлопными газами.
Для стабильной управляемости желательно, чтобы количество выхлопных газов было пропорционально открытию дроссельной заслонки.
Управляемость также улучшается за счет отключения рециркуляции отработавших газов при холодном пуске двигателя, на холостом ходу и при полностью открытой дроссельной заслонке.
Ранняя система рециркуляции отработавших газов
К 1981 году уже существовало управление с обратной связью. Поток EGR теперь более тщательно контролировался с помощью клапанов EGR с двойной диафрагмой и обратным давлением. Поток вакуума дополнительно контролировался соленоидами, которые блокировали вакуумный порт до тех пор, пока не были соблюдены определенные критерии, такие как температура, скорость вращения и абсолютное давление в коллекторе (MAP).
OBD II требует, чтобы системы рециркуляции отработавших газов контролировались на наличие аномально низкого или высокого расхода. Система рециркуляции отработавших газов считается неисправной, если компонент системы рециркуляции отработавших газов выходит из строя или нарушение расхода приводит к тому, что автомобиль превышает Федеральную процедуру испытаний (FTP) в 1,5 раза.
FTP — это санкционированный правительством тест на ездовой цикл, который должны пройти и соблюдать все новые автомобили.
В зависимости от системы, в которой он используется, конструкция клапана EGR может меняться. Часто эти конструктивные изменения включают в себя некоторые элементы управления системой. Типы конструкций включали положительное противодавление, отрицательное противодавление, портированную и широтно-импульсную модуляцию.
Клапан рециркуляции отработавших газов с положительным обратным давлением имеет выпускное отверстие и клапан, расположенный в центре диафрагмы. Легкая пружина удерживает этот выпускной клапан открытым, а выпускной канал соединен с нижним концом конического клапана через шток с выпускным клапаном. Когда двигатель работает, давление выхлопных газов подается на выпускной клапан. При низких оборотах двигателя давление выхлопных газов недостаточно велико, чтобы закрыть выпускной клапан. Если в камеру диафрагмы подается управляющий вакуум, вакуум сбрасывается через выпускное отверстие, а клапан остается закрытым.
По мере увеличения скорости двигателя и автомобиля давление выхлопных газов также увеличивается.
В клапане системы рециркуляции отработавших газов с отрицательным обратным давлением нормально закрытое выпускное отверстие расположено в центре диафрагмы. Выпускной канал соединен от нижнего конца конического клапана через шток к выпускному клапану. Когда двигатель работает на более низких оборотах, в выхлопной системе возникает импульс высокого давления. Однако между этими импульсами высокого давления есть импульсы низкого давления. По мере увеличения числа оборотов двигателя за заданное время происходит больше запусков цилиндров, а импульсы высокого давления в выхлопной системе становятся ближе друг к другу. При более низких оборотах двигателя и автомобиля отрицательные импульсы в выхлопной системе удерживают выпускной клапан открытым. Когда вакуум из внешнего источника подается на клапан EGR с отрицательным противодавлением при неработающем двигателе, выпускное отверстие закрывается, и вакуум должен открыть клапан.
Со временем электрические блоки рециркуляции отработавших газов были внедрены в автомобили последних моделей. Наиболее распространенными из трех электрических клапанов EGR являются цифровые блоки EGR.
Цифровой клапан EGR содержит до трех электрических соленоидов, которые управляются непосредственно PCM. Каждый соленоид содержит подвижный поршень с коническим наконечником, который входит в отверстие. Когда на какой-либо соленоид подается питание, плунжер поднимается, и выхлопные газы рециркулируют через отверстие во впускной коллектор. Соленоиды и отверстия имеют разные размеры. PCM может управлять одним, двумя или тремя соленоидами, чтобы обеспечить объем рециркуляции выхлопных газов, необходимый для контроля выбросов NOx. При тестировании цифрового клапана рециркуляции отработавших газов вы можете использовать сканирующий прибор для активации клапана. Обороты должны падать для каждого периода активации. Клапан рециркуляции отработавших газов, который забит или не работает, не покажет никаких изменений.
Другим типом является линейный клапан рециркуляции отработавших газов, который представляет собой электромагнитный клапан с широтно-импульсной модуляцией, в котором клапан подпружинен и закрыт. GM была первой, кто использовал эти линейные клапаны EGR. Компьютер изменяет команду ширины импульса на клапан, чтобы контролировать степень открытия. Датчик положения встроен в клапан. Датчик генерирует сигнал, очень похожий на датчик положения дроссельной заслонки, чтобы указать компьютеру, насколько точно открыт или закрыт клапан рециркуляции отработавших газов. Этот сигнал обратной связи позволяет компьютеру более точно контролировать количество потока EGR.
Вы также столкнетесь с клапаном рециркуляции отработавших газов с шаговым двигателем, который спроектирован так, чтобы работать очень похоже на двигатели холостого хода GM, которые существуют уже давно. Здесь клапан имеет два отдельных набора катушек. PCM посылает чередующиеся скоординированные импульсы на каждую обмотку, чтобы «пошагово» открывать или закрывать двигатель с небольшими приращениями.
В отличие от всех других вакуумных и электрических клапанов EGR, клапаны EGR шагового типа остаются в последнем заданном положении даже при электрическом отключении. Они не «пружинивают» при отключении.
Если требуется диагностика клапана рециркуляции отработавших газов с отрицательным давлением, необходимо довести двигатель до нормальной рабочей температуры. При выключенном зажигании отсоедините вакуумный шланг от клапана EGR и подсоедините ручной вакуумный насос к штуцеру на клапане. Подайте 18 дюймов вакуума к клапану рециркуляции отработавших газов, и вакуум должен оставаться постоянным в течение 25 секунд. Если клапан не открывается или не может удерживать вакуум, его необходимо заменить. Если клапан держится постоянно, запустите двигатель, и вакуум должен упасть до нуля, а клапан должен закрыться.
Когда требуется диагностика клапана рециркуляции отработавших газов с положительным обратным давлением, используется тот же базовый тест, что и для отрицательного типа, но с противоположными результатами.
Когда двигатель работает на холостом ходу, подайте вакуум на клапан EGR, и вы не сможете создать вакуум в клапане, и клапан EGR не должен открываться. Выключите двигатель и отсоедините шланг подачи вакуума от корпуса дроссельной заслонки. Подсоедините длинный вакуумный шланг от вакуумного порта EGR на корпусе дроссельной заслонки непосредственно к вакуумному порту клапана EGR. С помощью тройника подсоедините вакуумметр в вакуумном шланге к клапану рециркуляции отработавших газов, затем запустите двигатель и доведите его до 2000 об/мин. Следите за вакуумметром, вакуум должен быть и клапан рециркуляции отработавших газов должен открываться.
На цифровых клапанах EGR можно проверить сопротивление клапана. Подключив омметр к клеммам на клапане, обмотки можно проверить на обрывы, короткие замыкания и показания высокого сопротивления. Если показания не соответствуют техническим характеристикам, потребуется замена клапана рециркуляции отработавших газов. Также убедитесь, что каналы рециркуляции отработавших газов не засорены и не засорены.
Для визуальной проверки вам придется снять клапан. Вы также можете использовать анализатор выхлопных газов для проверки системы EGR. Глядя на показания NOx при 2000 об/мин, показания должны быть ниже 1000 частей на миллион.
Более подробное рассмотрение того, как Ford делает EGR
управляемостьEGRFord EGRрециркуляция отработавших газоввыхлопные газывыбросыобучение в ремонтной мастерскойобучение техниковавтомобильный послепродажный рынок
Использование рециркуляции отработавших газов для помощи в контроле выбросов распространено у большинства производителей. Все эти системы снижают температуру камеры сгорания, чтобы уменьшить выбросы оксидов азота или NOx. Их функция аналогична. Сгоревшие газы, выходящие из камеры сгорания, дозировано возвращаются на впуск либо через общий канал, либо через отдельные, характерные для цилиндра, каналы.
Если газы измеряются, когда они не должны измеряться, жалобы на управляемость автомобиля на плохое качество холостого хода и/или остановку двигателя при остановке обычно сопровождаются горящей индикаторной лампой неисправности (MIL) и кодом «чрезмерный расход».
.» Когда газы не могут попасть туда, где они должны быть, выбросы NOx будут увеличиваться, а MIL будет включен с сохраненным кодом низкого расхода. Жалоб на управляемость может не быть или они ограничиваются стуком искры при ускорении.
Монитор рециркуляции отработавших газов отвечает за наблюдение за системой рециркуляции отработавших газов. Этот монитор является непостоянным монитором, срабатывающим один раз за любой заданный ездовой цикл. Большинство кодов, связанных с рециркуляцией отработавших газов, представляют собой коды с двумя отключениями, что означает, что монитор должен увидеть один и тот же отказ на двух последовательных проходах, чтобы включить MIL и записать соответствующую информацию о стоп-кадре. Однако, в отличие от непрерывных кодов монитора, эта хранимая информация имеет мало диагностической ценности.
То, как измеряются эти газы, и особенности того, как система контролируется модулем управления двигателем (ECM), — вот в чем заключаются различия между производителями.
Чтобы успешно ремонтировать эти системы, важно понимать, как они делают то, что делают. В этом месяце мы сосредоточимся на трех системах EGR Ford.
Система DPFE
Система DPFE, или система рециркуляции отработавших газов с обратной связью по дельта-давлению, является самой старой из трех и с которой вы, скорее всего, знакомы. Система состоит из клапана рециркуляции отработавших газов с вакуумным управлением, соединяющего выпускной коллектор с впускным отверстием сразу после дроссельной заслонки. Клапан получает вакуум от EVR или вакуумного регулятора EGR. EVR, в свою очередь, управляется сигналом переменного рабочего цикла от ECM. Применяемый рабочий цикл контролирует количество потока EGR и основан на входных данных, поступающих в ECM от нескольких датчиков: температура охлаждающей жидкости двигателя (ECT), температура головки блока цилиндров (CHT), температура всасываемого воздуха (IAT), положение дроссельной заслонки (TPS), массовый расход воздуха (MAF) и положение коленчатого вала (CKP).
Система получила свое название от датчика, используемого для обеспечения обратной связи с ECM, DPFE. Это датчик давления, который измеряет перепад давления на ограничительном отверстии, расположенном в самой трубке EGR. Линия, соединяющая датчик с трубкой, ближайшей к соединению с выпускным коллектором, называется «HI SIGNAL», а линия, ближайшая к клапану EGR, — «REF SIGNAL». Отверстие находится в трубке между этими двумя. Модуль ECM рассчитывает, каким должен быть этот перепад давления для любого заданного открытия EGR, и сравнивает фактические показания с этим расчетом для получения обратной связи о работе системы.
Отказы датчиков DPFE не являются редкостью, и для этих датчиков было выпущено несколько версий TSB и деталей. Их воздействие высокотемпературными выхлопными газами, содержащими инертный газ, влагу и прорывы масла, способствует высокой частоте отказов.
Система ESM
ESM расшифровывается как модуль системы EGR и похож на систему DPFE, используя большинство тех же компонентов, объединенных в одну часть.
Он был представлен в 2002 ½ модельном году и является более надежным, чем более старая система DPFE, поскольку положение ограничительного отверстия было перемещено с соединительной трубки на впускную сторону клапана EGR на креплении.
Сигнал давления на выходе датчика DPFE теперь измеряет абсолютное давление во впускном коллекторе, а перепад давления определяется в ECM путем вычитания значения MAP из давления P1, измеренного на самом клапане EGR. Более поздние версии системы ESM включали специальный сигнал MAP для ECM.
Управление клапаном EGR в этой системе такое же, как и в системе DPFE, при этом ECM отправляет сигнал переменного рабочего цикла на EVR для управления потоком EGR через клапан.
Система EEGR
Электрическая система EGR использует электрический шаговый двигатель с воздушным или водяным охлаждением для управления открытием встроенного клапана EGR. Открытие EGR осуществляется в диапазоне 52 шагов, а сам двигатель управляется ECM на основе тех же входных данных, что и другие.
На клапане EGR нет датчика прямого измерения положения, как у других производителей. Поток рециркуляции отработавших газов и предполагаемое положение клапана контролируются с помощью обратной связи от специального датчика MAP. Это фактическое значение MAP сравнивается с предполагаемым значением, рассчитанным ECM для контроля скорости потока EGR и обнаружения ошибок потока.
Системы DPFE и ESM являются уникальными разработками Ford, в то время как EEGR имеет сходство с системами других производителей. Все три, однако, требуют от вас понимания их функций, если вы хотите эффективно устранять неполадки при их возникновении.
Диагностика отказов DPFE
Отказы датчиков DPFE относятся к категории отказов по шаблону, но прежде чем осуждать датчик, сначала проверьте его.
Проверьте показания PID DPFE на сканирующем приборе с помощью KOEO (ключ включен, двигатель выключен). Как правило, это напряжение должно быть около 1,0 вольта. Более высокие показания указывают на внутреннюю неисправность датчика.
Затем прикрепите вакуумный насос к клапану EGR и запустите двигатель. Контролируйте PID DPFE при открытии клапана EGR вручную. Напряжение должно увеличиться, и вы должны услышать, как двигатель начинает работать с перебоями или даже глохнет, так как добавляется EGR.
Если изменений напряжения не наблюдается, а клапан работает, можно подозревать датчик. Однако, если при подаче вакуума изменений в работе двигателя не наблюдается, проверьте правильность работы клапана рециркуляции отработавших газов и отсутствие закупорки каналов.
Несколько других советов
Неисправности системы рециркуляции отработавших газов обычно связаны с потоком, когда его не должно быть, и недостаточным потоком, когда он должен быть.
Необходимое количество рециркуляции отработавших газов зависит от нагрузки и температуры двигателя. Нет необходимости в потоке EGR на холостом ходу. Наличие рециркуляции отработавших газов на холостом ходу характеризуется неровным, плохим качеством холостого хода и даже остановкой двигателя при возвращении на холостой ход.
Если двигатель оснащен датчиком температуры впускного воздуха (IAT) во впускном коллекторе, следите за его показаниями, чтобы увидеть, не становится ли он горячее, чем обычно, что свидетельствует о потоке EGR. Или вы можете снять клапан и заблокировать впускное отверстие, перезапустить двигатель и посмотреть, вернется ли качество холостого хода к норме. Проверьте клапан рециркуляции отработавших газов на наличие мусора, удерживающего клапан в открытом положении.
Газы EGR представляют собой инертные газы, состоящие из побочных продуктов сгорания, влаги и прорыва масла. Эти газы поступают на впуск либо через один канал, выходящий за дроссельной заслонкой, либо через отдельные каналы, выходящие непосредственно перед впускными клапанами. Когда более горячие газы встречаются с более холодным воздухом, побочные продукты могут начать затвердевать, ограничивая проходы до тех пор, пока они не перекроются. Если система использует один проход, визуально осмотрите эту блокировку или попробуйте это.