Как работает егр: Что стоит знать о системах EGR

Что такое EGR и как проверить клапан на работоспособность

Процесс проверки заключается в выявлении неисправностей датчик ЕГР, клапана и остальных систем вентиляции картерных газов. Для этого понадобится омметр, вольтметр (либо современный электронный мультиметр), вакуумный насос и сканер ошибок электронного блока управления. Далее разберем, как проверить клапан EGR на работоспособность, но, чтобы лучше понимать, как это сделать, сначала рассмотрим, что это за система и принцип ее работы.

Содержание

1. Что такое EGR
2. Как работает устройство
3. Датчик рециркуляции отработанных газов в микропроцессорной системе
4. Признаки неисправности EGR
5. Причины неисправности системы EGR
6. Как проверить систему EGR
7. Как проверить исправность EGR
8. Нажатие на клапан EGR
9. Проверка клапана EGR
10. Проверка соленоида
11. Проверка датчика ЕГР
12. Проверка со снятием
13. Проверка специальными программами
14. Последствия выхода из строя системы EGR
15. В каком случае работа системы EGR вредит автомобилю
16. Миф о работе системы EGR
17. Заключение

Что такое EGR

Датчики ЕГР найти можно практически в любом современном авто – это небольшое устройство выполняющее целый ряд задач вязаных со снижением токсичности. Клапан EGR отличается простой и надежной конструкцией. Основная задача, которую выполняет EGR – снижение уровня появления оксида азота, содержащегося в выхлопных газах. Ее устанавливают, как на дизельные, так и на бензиновые автомобили, кроме техники с турбированными двигателями (хотя и здесь встречаются исключения).

Уменьшение образования оксида азота (N₂O₃) достигается за счет отведения части выхлопных газов обратно в камеру сгорания. Происходит это по причине того, что клапан рециркуляции выхлопа поддерживает дроссельную заслонку в открытом положении, благодаря создаваемому давлению газами, возвращающимися в двигатель. Это ведет к снижению температуры в цилиндрах, выхлоп становится не таким токсичным, уменьшается потребление топлива и снижается детонация из-за изменения угла опережения зажигания.

Таким образом удается достичь двух целей:

• вытеснить часть избыточного воздуха;
• поглотить излишки тепловой энергии внутри цилиндров.

Благодаря этому и снижается выброс оксидов азота, который является одним из самых токсичных веществ, присутствующих в выхлопных газах. Образуется он под воздействием высоких температур и эндотермических реакций кислорода с азотом.

Учитывая все факторы можно сказать что EGR – это механизм, который способствует следующему:

• снижает вред окружающей природе;
• уменьшает расход топлива;
• сохраняет мощность двигателя.

Также стоит отметить, что рециркуляция возможна только в режиме частичной нагрузки. Первые системы ЕГР были пневматическими с соответствием экологическому стандарту EURO-2 и EURO-3. Ужесточение норм привело к тому, что почти все они стали электронными.

Как работает устройство

Управление датчиком EGR происходит с помощью вакуума. Через клапан EGR соединяется впускной и выпускной коллектор, а он открывается под воздействием зоны разряжения. Чтобы мотор стабильно работал на холостом ходу, клапан рециркуляции выводится из работы ЭБУ.

Выпуск клапанов отрегулирован таким образом, чтобы они некоторое время, в начале такта, находились в открытом состоянии. Таким образом часть отработанных газов попадает обратно в камеру сгорания.

ЕГР дизельного двигателя

Также стоит отметить, что это не единственная система для повторного использования выхлопных газов. На некоторых марках автомобилей встречается внутренняя система. В ней не предусмотрено использование дополнительного оборудования, так как она вмонтирована в конструкцию самого двигателя.

При использовании дополнительных охлаждающих устройств расширяется перечень того, на что влияет EGR. Работа таких агрегатов заключается в охлаждении газов с помощью антифриза. Это оказывает значительное влияние на температуру горения, что ведет к снижению количества образованного оксида азота.

Датчик рециркуляции отработанных газов в микропроцессорной системе

В принципе система EGR состоит из тарельчатого клапана, имеющего специальную задвижку. Устройство выполняет всего две функции – выпускает или не дает отработанному газу попасть обратно в зону впускного тракта силовой установки.

В микропроцессорных (электронных) системах управления мотором, работа клапана EGR осуществляется не в момент разряжения во впускном коллекторе. Для этого применяются электрические или электропневматические способы перемещения клапана через сервопривод. Управление работой ЕГР проводится через ЭБУ, который высчитывает необходимое количество выхлопных газов для рециркуляции, а после подает команду на открытие или закрытие клапана.

На функциональность EGR большое влияние оказывают различные датчики (например, кислорода). За счет сигналов с этих устройств, электронный блок управления проводит нужные расчеты и отдает команды на открытие или закрытие клапана.

Признаки неисправности EGR

Есть огромное количество признаков, которые указывают на дефект в работе всей системы EGR и его датчика, в частности. Однако эти симптомы могут быть вызваны нарушениями в работе других элементов и узлов силовой установки, поэтому при их выявлении, обязательно проводится дополнительная диагностика.

К основным признакам неполадок в работе клапана рециркуляции отработанных газов относится следующее:

• Падение мощности силовой установки и ухудшение динамических характеристик авто. Другими словами, авто тяжело разгоняется при старте и плохо едет в загруженным во время движения под уклоном вверх.
• Нестабильная работа мотора, особенно на холостых оборотах. При работе вхолостую двигатель может попросту заглохнуть.
• Силовая установка глохнет сразу же после пуска. Может произойти вследствие подклинивания клапана EGR в открытом положении. В результате отработанные газы беспрепятственно попадают на впускной коллектор.
• Увеличение потребление топлива. Из-за разряжения во впуске начинается переобогащения топливной смеси горючим.
• Появление ошибок на панели приборов авто. Чаще загорается сигнал «Проверь двигатель», и после проведения диагностических мероприятий выявляются дефекты, которые вызваны некорректной работой EGR. Сюда относятся ошибки p0404, р0401, р1406 и др.

При обнаружении любого из вышеперечисленных признаков, рекомендуется провести диагностику автомобиля при помощи специального сканирующего устройства. Благодаря ему можно убедиться, что дефекты именно в клапане EGR. Для этих целей отлично подойдет Scan Tool Pro Black Edition, он прекрасно считывает ошибки, выводит показания с разных датчиков в реальном времени и корректирует отдельные параметры.

Устройством пользуются многие автомастерские, но при желании его можно приобрести и для личного пользования. Он совместим с протоколами отечественных, азиатских, европейских и американских автомобилей. Подключая его к мобильному устройству с помощью Bluetooth или Wi-Fi при наличии специального софта, вы получите доступ к информации о силовой установке, коробке передач, трансмиссии, и всех вспомогательных систем ABS, ESP и др.

Причины неисправности системы EGR

Существует всего две причины, по которым выходит из строя клапан EGR. Первая – через нее подается недостаточное количество выхлопных газов. Вторая – через клапан проходит чрезмерно большой поток выхлопных газов. А вот признаком того или иного дефекта могут служить следующие неполадки:

• На штоке клапан EGR образовался нагар. Может происходить в результате естественных причин. Так как через него проходит большое количество выхлопных газов, то на стенках и штоке может оседать сажа. Особенно когда автомобиль эксплуатируется в агрессивных условиях – изношен двигатель, увеличено количество картерных газов, заливается некачественное топливо и прочее. По завершению диагностики всегда нужно очищать шток карбоклинером либо подобным обезжиривающим чистящим составом. Чаще для этих целей применяются различного рода растворители или ацетон, также подойдет чистый бензин и соляра. 
• Нарушение герметичности мембраны клапана EGR. Вследствие чего система не может быть закрыта или открыта полностью, а, соответственно, через нее постоянно проходят выхлопные газы.
• Закоксованность каналов EGR. Приводит к затруднению прохождения выхлопа и воздуха. Проявляется из-за оседания нагара на стенках клапана и каналов, через которые проходят газы.
• Неправильно заглушенная система EGR. Многие автолюбители, столкнувшись с потерей мощности двигателя из-за дефектов в работе системы, глушат ее клапан. Но после принятия такого решения заглушку нужно устанавливать правильно, иначе датчик расхода воздуха будет фиксировать чрезмерное его потребление. Особо часто с этим сталкиваются владельцы б/у автомобилей, в таком случае новый хозяин может даже не знать, что на авто заглушен клапан EGR. Если в модели транспортного средства предусмотрена такая система, значит обязательно поинтересуйтесь у бывшего ее владельца состоянием узла и узнайте заглушен он или нет.
• Клапан ЕГР заклинивает при закрытии и/или открытии. Может происходить по двум причинам. Первая – сам датчик вышел из строя, поэтому не передает корректные данные на ЭБУ. Вторая – дефект в клапане. Он может не полностью открываться либо частично недозакрываться. Чаще происходит из-за большого количества нагара на механизмах, который образовался вследствие сгорания топлива.
• Клапан EGR движется с рывками. При исправном соленоиде шток перемещается плавно, а датчик фиксирует постепенное изменение положения заслонки. В случае скачкообразного движения на электронный блок управления передается некорректная информация, что ведет к описанным выше последствиям.

Закоксованная система ЕГР Опель

На моделях авто, в которых перемещение клапана обеспечивает шаговый электропривод, причина поломки может крыться в нем. В этом случае может сломаться электродвигатель или приводная шестерня.

Как проверить систему EGR

В зависимости от марки модели автомобиля датчик ЕГР может быть расположен в разных местах, но в любом из случаев он будет размещен рядом с впускным коллектором. Иногда он может устанавливаться на всасывающий тракт или на блок дроссельной заслонки. Самостоятельную проверку всегда необходимо начинать с визуального осмотра.

Есть два метода выявления дефектов в работе ЕГР – без снятия с посадочного места и с демонтажем узла. Однако более точные данные можно получить только при помощи второго метода. Да и при выявлении нагара и сажи на клапане EGR его можно сразу почистить, а после установить на место. Начнем с метода проверок без снятия.

Важно! После установки нового клапана EGR потребуется его адаптация и настройка с помощью специальной программы. Только после этого он будет нормально работать в паре с ЭБУ.

Как проверить исправность EGR

Для начала следует проверить сам клапан ЕГР, и убедиться, что он вообще работает. Сделать это очень просто – проводится визуальный осмотр.

Для этого нужно немного понаблюдать за реакцией штока во время прогазовок. В этом случае вам понадобится помощник. Один наблюдает, второй нажимает на педаль газа. Либо можно попробовать надавить на мембрану – в этом случае обороты должны упасть.

Проверку электроклапана проводят при помощи подачи питания на контакты разъема напрямую с АКБ. В момент подключения должны появляться характерные щелчки. После того как вы убедились, что клапан EGR исправен, можно начинать проводить более детальные проверки.

Нажатие на клапан EGR

Завести авто, оставить его работать на холостом ходу и попробовать надавить на мембрану. В зависимости от марки авто и года выпуска модели клапан может находиться в разных местах. Так у очень распространенного на наших дорогах Daewoo Lanos нужно жать под тарелочкой. Она имеет специальный вырез в корпусе, через который можно добраться до мембраны. В итоге вы нажимаете не на саму мембрану, так как она находится под корпусом, а на часть конструкции, под которой она размещена.

Во время нажатия обороты должны падать, а двигатель «задыхаться». Это указывает на нормальную работу узла и говорит о хорошем состоянии седла клапана. В таком случае ремонтировать особо ничего не нужно, разве что в качестве профилактических мер демонтировать, почистить и после установки провести диагностику.

Но если при нажатии ничего не происходит и мотор продолжает работать на тех же оборотах, то можно судить о разгерметизации узла. Значит мембрана EGR пропускает газы, и система не работает. Следовательно, нужно снять его с посадочного места и провести дополнительную диагностику клапана ЕГР и остальных элементов узла.

Проверка клапана EGR

Как уже упоминалось, клапан на разных транспортных средствах может размещаться в различных местах. Чаще его монтируют рядом с впускным коллектором. В авто Ford Escape 3.0 V6 он врезан в металлическую трубку, которая идет от впуска. Клапан открывается за счет образования вакуума, подходящего от соленоида.

Чтобы проверить правильность функционирования ЕГР-системы, двигатель нужно запустить и оставить работать на холостых оборотах. Затем отсоединить шлаг разряжения (по которому передается вакуум). Если под рукой имеется вакуумный насос, тогда он подключается к входу клапана и создается зона разряжения. В случае исправного узла автомобиль будет «задыхаться» и дергаться, в этот момент начнут падать обороты. Если под рукой насоса нет, подключается обычный шланг подходящего диаметра и просто вытянуть воздух. Произойти должно то же, что и в случае с насосом.

Если авто дальше работает без перебоев и количество оборотов не менялось, скорее всего, клапан поврежден. Его необходимо снять и провести дальнейшую диагностику. Для ремонта все равно потребуется его демонтаж, а работа проводится в условиях автомастерской либо в гараже.

Проверка соленоида

Соленоид – это катушка индуктивности, через которую пропускается электрический ток. Она изменяет проходящее через нее напряжение, благодаря широтно-импульсной модуляции или ШИМ. Это и есть сигнал для подачи вакуума на клапан ЕГР.

Первым делом при диагностике проверяется наличие вакуума и насколько сильное это самое разряжение. Для этого отсоединяются все мелкие трубки под соленоидом, а после запускается мотор.

Важно! Все элементы отсоединяйте крайне аккуратно, чтобы не сломать штуцер, на который они крепятся.

Если создаваемое разряжение достаточное, его будет слышно на слух. Можно к краю трубки приложить палец. В случае его отсутствия потребуется дальнейшая диагностика. Также аккуратно снимается клапан EGR со своего посадочного места для дальнейшей проверки.

Затем проверяется электрическая часть, а точнее, подача питания на соленоид. Для этого нужно отсоединить разъем от проверяемого элемента. На нем вы найдете три контакта – сигнал, питание и масса. При помощи мультиметра в режиме испытаний напряжения или вольтметра проверяется питание. Красный щуп прикладывается к питающему проводу, черный к массе. При наличии питания на дисплее мультиметра отобразится значение в 12 В.

Также можно проверить на целостность импульсный провод. Для этого понадобится мультиметр в режиме измерения сопротивления либо омметр. Нужный нам провод чаще окрашен в фиолетовый цвет, а при подключении к ЭБУ имеет номер 47. При визуальном осмотре все проводники не должны иметь перегибов и повреждений изоляции. При обрыве провод необходимо заменить новым. В случае повреждении изоляционного слоя, можно попробовать восстановить его при помощи изоленты либо термоусадки. Это можно сделать только при несильных нарушениях изоляции.

Затем проверяются провода на самом соленоиде. Мультиметр переводится в режим измерения сопротивления либо применяется омметр. Щупы прибора присоединяются на каждый из двух выводов соленоида. Значение сопротивления на различных устройствах могут отличаться, но в любом случае оно не должно быть около нуля (это может означать, что катушка закорочена) или стремиться к бесконечности (указывает на обрыв).

Проверка датчика ЕГР

Основная задача датчика EGR заключается в фиксировании разницы между давлением в двух разных частях клапана и передачи полученных данных на электронный блок управления автомобиля. А ЭБУ подает сигнал на открытие или закрытие клапана ЕГР.

Для начала следует проверить питание на датчике. Мультиметр переводится в режим измерения постоянного напряжения на значение 20 V. Красный щуп прикладывается к проводу №3, а черный к массе. После этого запускается двигатель автомобиля. Если датчик исправен, то дисплей мультиметра покажет значение 5 В.

Затем проверяется наличие напряжения на импульсном проводе №1. При нормальных условиях и не перегретом моторе (система ЕГР отключена) показатель должен быть в районе 0.9 вольт. Измеряется он таким же образом, как и в предыдущем варианте. То есть красный щуп к проводу 1, а черный к массе.

При исправном датчике выходное напряжение на импульсном проводе будет постепенно расти. Когда оно достигнет отметки примерно в 10 вольт клапан откроется. Если при испытаниях напряжение не растет или изменяется прерывисто, то можно судить о том, что возможно датчик вышел из строя и требуется его дополнительная диагностика.

Если двигатель вскоре после запуска глохнет, можно попробовать снять клапан EGR, а после прислоняя и убирая его смотреть на реакцию силовой установки. Если после снятия клапана с картера поступает много дыма и мотор заработал стабильнее, значит система вентиляции или клапан вышел из строя. В этом случае требуется их дополнительная диагностика.

Проверка со снятием

Удобнее проводить диагностику клапан EGR после его снятия. Так можно более точно оценить их состояние визуально и при помощи специальных устройств.

Забитые каналы ЕГР Опель

Первым делом проверяется его работоспособность. В конструкции клапана находится соленоид, на который подается постоянное напряжение 12 В, как и в основной электросети автомобиля.

Стоит помнить, что по конструкции клапана могут отличаться, а, следовательно, и номера контактов, на которые подается напряжение будут разными. То есть здесь нет универсального решения. Так у клапана Volkswagen Golf есть три выхода, имеющих номера 2, 4 и 6. Напряжение подается на клемму 2 и 6.

При проверке желательно наличие источника постоянного напряжения, так как в автомобиле оно постоянно меняется. В нормальных условиях полностью исправный клапан ЕГР открывается при достижении напряжения в 10 вольт на импульсном проводе. Если прервать подачу 12 В, шток упадет и закроет клапан.

Также нужно проверить сопротивление на датчике. Для этих целей подойдет мультиметр в режиме омметра. На полностью исправном датчике при открытом клапане значение на выводах 2 и 6 должно быть порядка 4 кОм, а между 4 и 6 около 1.7 кОм. При закрытом положении на контактах 2 и 6 мультиметр покажет значение 1.4 кОм, а между 4 и 6 должно составлять 3.2 кОм. Естественно на разных автомобилях значения могут отличаться. Точные данные нужно посмотреть в техпаспорте.

Во время проведения диагностики работоспособности соленоида, следует проверить в каком состоянии находится клапан. Как уже упоминалось, на нем может образоваться налет сажи, которая оседает на стенках и штоке устройства. Это приводит к рывкам в работе клапана и сбоям в функционировании всей системы. Даже при наличии небольшого количества загрязнений, в качестве профилактических мер, его рекомендуется удалить при помощи очистителя как на внешней стороне, так и внутри.

Проверка специальными программами

К наиболее точным и удобным способам диагностики работоспособности ЕГР относится проверка при помощи специального программного обеспечения, которое устанавливается на портативное устройство (ноутбук, планшет, смартфон и т. п.). Для автомобилей, изготовленных концерном VAG, подойдет диагностическое приложение VCDS (а по-русски «Вася Диагност»). Ниже кратко рассмотрим алгоритм проведения теста данной программой:

1. Сначала к ЭБУ проверяемого автомобиля подключается ноутбук и запускается соответствующая программа.
2. После нужно перейти в раздел с названием «Электроника двигателя» и меню «Настраиваемые группы».
3. Прокручиваем в самый низ списка и находим каналы с номерами 343 и 344. У первого название «EGR Vacuum Regulator Solenoid Valve; actuation», а второго — «EGR Solenoid Valve; actual value».

Исходя из данных канала 343 можно узнать при каких значениях электронный блок управления авто подает команду на открытие или закрытие клапана EGR в теории. Канал 344 укажет на фактические значения, при которых система срабатывает. Разница между значениями должна быть минимальной. Следовательно, если теоретические и фактические показания сильно отличаются, то это указывает на частичный выход из строя клапана. Соответственно, чем больше разница, тем сильнее поврежден узел. Причин тому может быть много – это все те же загрязнения, нарушения в конструкции и др. То есть с помощью подобного софта можно довольно легко оценить общее состояние клапана ЕГР, не снимая его с автомобиля.

Последствия выхода из строя системы EGR

Принцип работы системы EGR на дизельном и бензиновом двигателях идентичны, если рассматривать их с точки зрения конструктивных особенностей и способа рециркуляции выхлопного газа. В любом случае с клапаном может произойти следующее:

• заклинивание механизма EGR из-за сажевых отложений;
• прогорание деталей;
• образование засоров в магистралях системы;
• неполадки в электронном управлении клапаном EGR.

При этом датчик EGR не всегда заменяют новым при его поломке, многие автолюбители попросту глушат его. Вопрос по поводу правильности таких действий спорный, и дискуссии продолжаются до сих пор. Одни утверждают, что этот элемент не оказывает существенного влияния на двигатель, другие говорят, что из-за возрастания температуры силовой агрегат подвержен более быстрому износу.

При выявлении кратковременных и нечастых неполадок в работе клапана ЕГР, можно не бояться появления более серьезных дефектов. Но ситуация может резко измениться в случае появления на приборной панели индикатора «Check Engine». В этот момент силовая установка переходит на аварийный режим работы. В таком случае потребуется полная компьютерная диагностика системы рециркуляции выхлопных газов и соответствующий ремонт.

Если механизм будет находиться в постоянно открытом положении, то выхлопные газы беспрерывно будут поступать в камеру сгорания, а не только при частичной нагрузке. Как следствие начинается непрерывный впрыск топлива, что приводит к неполному его сгоранию. В лучшем случае в дизеле быстро засорится сажевый фильтр, в худшем – выйдет из строя турбонагнетатель.

В любом же случае система EGR нужна в автомобиле для снижения выброса вредоносных соединений в атмосферу. То есть она в первую очередь предназначена для защиты окружающей нас природы.

В каком случае работа системы EGR вредит автомобилю

Иногда встречаются ситуации, когда блокировка клапана проводится с целью предотвращения возникновения серьезных поломок в авто. Обычно это требуется в следующих случаях:

• При сильном износе поршневой группы либо, когда в выхлопные газы попадают частички моторного масла. Это предотвратит загрязнение свечей и проблемы с зажиганием.
• Если используется топливо низкого качества, а другого выбора нет. В таком случае клапан ЕГР будет загрязняться слишком быстро, а его замена процедура не дешевая.

Также блокировку клапана проводят при выявлении нарушений алгоритма работы системы EGR. Это необходимо для минимизации рисков появления других неполадок в двигателе. Но прежде чем глушить систему рекомендуется все же провести ее очистку и диагностику. Ведь неполадки в работе клапана ЕГР могут быть вызваны совершенно другими узлами и механизмами, хоть и признаки те же.

Миф о работе системы EGR

Бытует мнение, что система рециркуляции отработанных газов перенаправляет выхлоп для дожига несгоревшего топлива. Однако это глупость.

На бензиновых двигателях оно не может сгорать в принципе, так как для этого потребуется увеличить подачу кислорода. Ни в какой системе подачи топлива не предусмотрены эти мифические порции горючего, перенаправленного из системы выхлопа.

В дизельных моторах, если что и не догорело, то состав мгновенно разложится на основные составляющие – углерод и оксиды, в результате пиролиза. Это процесс распада сложных соединений на простые в результате воздействия высоких температур при отсутствии кислорода. Черный выхлоп из дизельного двигателя – это не недогоревшее горючее, а разложенное топливо. Если точнее, то сажа – углерод в чистом виде.

Заключение

Проверить систему ЕГР довольно просто, этот процесс не вызовет сложностей даже у начинающего автолюбителя. В случаях, когда клапан по той или иной причине вышел из строя, в первую очередь нужно просканировать ЭБУ на ошибки. Также рекомендуется снять его и почистить. При выходе из строя датчика, его попросту заменяют новым.

Клапаны EGR — ua.

MotoFocus.eu

Author: Pедакція,
https://ua.motofocus.eu/

4 Вересня 2012, 0:00

04.09.2012. Довольно часто в современных автомобилях встречается неисправность клапанов системы рециркуляции отработавших газов (EGR), которая сопровождается появлением соответствующего кода ошибки в системе бортовой диагностики и нестабильностью работы мотора на холостом ходу вплоть до его полной остановки на перекрестках у светофора. Такая непредвиденность, безусловно, очень раздражает владельцев неисправных автомобилей. Еще больше раздражает тех, кто в городском потоке едет вслед за таким авто, не говоря уже о мастерах СТО. Разобраться с неисправностью, которая возникает по причине неправильной или нестабильной работы системы EGR – дело непростое, особенно для начинающего мастера-авторемонтника.

Большинство мастеров привыкли ремонтировать так называемые «обычные» неисправности, когда двигатель или не заводиться, или «трясется», или «троит» и так далее. Неисправность же системы EGR относится к «сложным» поломкам, потому что она часто маскируется под пропуски воспламенения, под «подсос нештатного воздуха» или что-либо вообще непонятное. Двигатель может нормально завестись и сначала даже исправно работать. Через определенное время (от 10-20 минут и до часу-двух) в двигателе возникают какие-то странные, не вполне объяснимые перебои. «На слух» определить такую неисправность достаточно сложно. Кроме того, не у каждого мастера и не в каждой мастерской есть специальные, рекомендованные заводомизготовителем приборы для проверки этой системы.

Что такое система EGR?

Среди части авторемонтников существует мнение, что система EGR – это специально созданная пытка для автовладельцев и мастеров СТО. Система EGR создана для защиты окружающей среды путём снижения токсичности выхлопных газов в режиме частичных нагрузок. Практически это воплощается таким образом: часть отработавших газов направляется по патрубкам системы в цилиндры, что вызывает снижение максимальной температуры горения и, как следствие, уменьшение выбросов оксидов азота, образующихся при высоких температурах и являющихся одними из самых токсичных веществ. Слабое звено этой системы – клапан EGR, который является частью системы рециркуляции. Неопытные мастера считают, что этот клапан в принципе в машине вообще не нужен. Однако, поскольку он является частью электрической цепи автомобиля, постоянно опрашивается компьютером и влияет на работу системы впрыска топлива, то просто взять и отключить его не удастся.

Нет, если взять и отключить клемму от клапана EGR, машина ездить будет, но автомобильный компьютер «достанет» всех, автовладельца – в первую очередь: на экране будет постоянно высвечиваться ошибка системы управления двигателем, а в памяти автомобиля прочно «засядет» ошибка системы EGR. При отключении клапана из электрической цепи компьютер будет корректировать работу двигателя с учетом ошибок, что неизбежно приведет к потере мощности, неравномерной работе, повышенному расходу топлива и так далее. Принцип работы системы: часть отработавших газов направляется обратно в цилиндры, что вызывает снижение максимальной температуры горения и, как следствие, уменьшение выбросов оксидов азота, образующихся при высоких температурах и являющихся одними из самых токсичных веществ. Клапан EGR находиться в самом центре системы рециркуляции выхлопных газов. Он и регулирует подачу газов из выпускного коллектора во впускной, в зависимости от оборотов двигателя.

Вышесказанное не является догмой, потому что возможны различные варианты исполнения системы EGR.
Если на одних машинах системой EGR управляет, например, компьютер на основании показаний датчика температуры охлаждающей жидкости, некоторых других датчиков или сенсоров, то на других автомобилях вся система управляется одним электромагнитным клапаном и вакуумом из впускного коллектора. Необходимо отметить, что система EGR работает не постоянно, а по специальной программе.

Симптомы неисправности клапана EGR

При неисправности клапана EGR можем наблюдать провалы и рывки во время движения автомобиля на низких оборотах мотора, потерю мощности двигателя, повышенный расход топлива и, конечно же, ошибку в системе бортовой диагностики. При более детальном изучении вопроса можно определить какую-либо из ниже указанных неисправностей.

Повреждения клапанов ЕGR

1. Механические ошибки вследствие закоксовывания (накоплении отложений):
• клапан не может закрыться;
• слишком медленная работа клапана;
• уменьшение пропускной способности клапана;
• недостаточное прохождение выхлопных газов через клапан и уменьшение рециркуляции.
2. Проблемы вакуумной системы (например, засорение или негерметичность):
• при постоянно открытом клапане поток рециркуляции не изменяется, что нежелательно при полной нагрузке и холодном запуске (фото 1-5).

Фото 1

Фото 2

Фото 3

Фото 4

Фото 5

Выход из строя патрубков системы рециркуляции

При неисправности патрубков системы рециркуляции могут быть такие причины (фото 6-8):
• закупоривание вследствие накопления отложений;
• поломка из-за перекоса или вибрационных колебаний.

Фото 6

Фото 7

Фото 8

ЕGR-клапаны и дроссельные заслонки

Ошибки управляющего электронного блока (фото 9-11):
• коррозия внутри корпуса;
• неисправность контактов;
• неисправность электропроводки;
• попадание воды в корпус.

Фото 9

Накопление масляных отложений и сажи влияет на срок службы EGR-клапана и зависит от следующих факторов:
• стиля вождения автомобиля – движение на низких оборотах коленчатого вала;
• режима эксплуатации автомобиля – частые холодные запуски, поездки на короткие расстояния, манера вождения STOP&GO;
• общее состояние двигателя, показатели компрессии;
• состояние форсунок, неправильный момент впрыска;
• состояние датчика массового расхода воздуха;
• присутствие масла во впускном тракте из-за вышедших из строя уплотнений;
• масляные пары в системе вентиляции картера.

Фото 10

Фото 11

Сложности при ремонте системы рециркуляции EGR

Во время ремонта системы рециркуляции EGR очень важен фактор правильного понимания сообщений диагностических систем. Например, сообщения системы бортовой диагностики об ошибке клапана ЕGR, которые были вызваны неисправностями других конструктивных элементов или датчиков. Это может быть причиной дорогостоящих ремонтов из-за поиска ошибки, не требующих замены запасных частей, впустую потраченного рабочего времени.

Очень часто возможны неполные ремонты в том случае, если заменяется только клапан ЕGR. Так, например, «виновником» сообщения об ошибке клапана может быть слишком большое количество масла во впускном тракте.
В таком случае замена клапан не принесет положительного результата.

При возникновении ошибки клапана ЕGR такие элементы как воздушные трубопроводы, дроссельная заслонка, байпасный клапан турбокомпрессора, впускной коллектор, интеркулер нужно проверять на загрязнение. Также обязательна проверка корректного функционирования дроссельной заслонки, байпасного клапана и клапана вихреобразования топливовоздушной смеси. Очистка клапана ЕGR неэффективна и очень часто помогает только на короткое время (фото 12).

Фото 12

Информацию предоставил ведущий производитель систем терморегуляции www.wahler.com.ua

Как работает система рециркуляции отработавших газов?

Выбросы оксидов азота (NOX) можно уменьшить с помощью внутренней технологии двигателя путем охлаждения части выхлопных газов, которые затем перенаправляются обратно в наддувочный воздух. Это приводит к снижению температуры горения и образованию меньшего количества оксида азота. Этот процесс известен как рециркуляция выхлопных газов (EGR) и является одним из основных методов, используемых для снижения выбросов оксидов азота дизельными двигателями. MTU разрабатывает эту важную технологию, а также связанные с ней функции и компоненты с начала 19 века. 90-е. Впервые он был внедрен в серийное производство в середине 2011 года для нефтегазовых двигателей серии 4000, используемых для гидроразрыва пласта (стандарт выбросов EPA Tier 4). Он также был введен в железнодорожные двигатели, подпадающие под действие правил выбросов EU IIIB, вступивших в силу в 2012 году.

Способы снижения выбросов оксидов азота

Одной из целей MTU при разработке двигателей является снижение выбросов частиц сажи и оксидов азота. для достижения соответствия все более строгим нормам выбросов по всему миру. Основным подходом, которого придерживается MTU, является сгорание с низким уровнем выбросов, другими словами, внутреннее решение двигателя. Однако это означает учет основного принципа, регулирующего процесс сгорания: если топливо сгорает при более высокой температуре внутри цилиндра, образуется мало сажи, но большое количество оксида азота. При более низких температурах сгорания выбросы оксидов азота низки, но образование твердых частиц сажи велико. Таким образом, чтобы найти правильный баланс, все ключевые технологии, влияющие на сгорание, должны быть идеально согласованы. В сочетании с впрыском топлива и, в частности, с турбонаддувом использование рециркуляции отработавших газов приводит к процессу сгорания, который производит значительно более низкие уровни оксидов азота. Второй способ снижения выбросов оксидов азота заключается в использовании нейтрализации отработавших газов с помощью каталитического нейтрализатора SCR (селективное каталитическое восстановление, сокращенно: SCR). Очень низкие пределы как для оксида азота, так и для дизельных частиц могут сделать необходимым использование такой системы SCR. Рециркуляция отработавших газов
может снизить выбросы оксидов азота примерно на 40 процентов. В зависимости от применения системы SCR удаляют до 90 процентов оксида азота из выхлопных газов. В случае особенно строгих стандартов выбросов рециркуляция отработавших газов и система SCR должны быть объединены, чтобы обеспечить соблюдение ограничений.

Рис. 1: Интеграция системы рециркуляции отработавших газов в конструкцию двигателя Компания MTU интегрировала систему рециркуляции отработавших газов в конструкцию двигателя, поэтому она практически не занимает места.

Примеры использования системы рециркуляции отработавших газов в приводных системах MTU

Для мобильных устройств мощностью более 560 кВт временные нормы выбросов Агентства по охране окружающей среды США Tier 4, действующие с 2011 года, предусматривают максимальный уровень выбросов 3,5 г/кВтч. Это относится к двигателям MTU серий 1600, 2000 и 4000. Агрегаты серий 2000 и 4000 отвечают этим требованиям благодаря технологии рециркуляции отработавших газов. Двигатели локомотивов серий 1600, 2000 и 4000, на которые распространяются европейские правила ЕС по выбросам Stage IIIB, действующие с 2012 года, также оснащены системами рециркуляции отработавших газов. Суммарные выбросы оксидов азота и углеводородов (HC) не должны превышать 4,0 г/кВтч. Напротив, предел выбросов NOX для железнодорожных вагонов, соответствующих тому же стандарту выбросов ЕС Stage IIIB, составляет всего 2,0 г/кВтч. По этой причине MTU оснащает свои двигатели серии 1600 для подпольных приводов системой нейтрализации отработавших газов SCR — без рециркуляции отработавших газов. Окончательные правила Агентства по охране окружающей среды США Tier 4, вступившие в силу в 2014 году для мобильных машин мощностью менее 560 кВт, являются особенно строгими. В этом случае пределы оксида азота снижаются 9от 0 процентов до 0,4 г/кВтч по сравнению с нормами EPA Tier 3. Для достижения этих строгих целей MTU использует как технологию рециркуляции отработавших газов, так и систему SCR. Поскольку введение окончательных норм выбросов Tier 4 не предполагает дальнейшего ужесточения значений NOX, MTU сохранит технологию рециркуляции отработавших газов. Цель MTU — использовать встроенные в двигатель технологии для достижения соответствия более строгим ограничениям по выбросам твердых частиц. Это потребует оптимизации и дальнейшего развития систем впрыска и сгорания, а также технологии турбонаддува.

Рис. 2: Принципиальная схема рециркуляции отработавших газов При рециркуляции отработавших газов часть отработавших газов возвращается в систему забора свежего воздуха. Образовавшаяся смесь свежего воздуха и выхлопных газов имеет более низкую теплотворную способность в пересчете на объем. Это снижает температуру в камере сгорания, тем самым уменьшая образование оксида азота (NOX).

Преимущества рециркуляции выхлопных газов от MTU

Вообще говоря, системы, предназначенные для снижения выбросов, должны быть модифицированы для соответствия системам привода. Компания MTU разработала очень компактную конструкцию, которая позволяет интегрировать все компоненты рециркуляции отработавших газов в концепцию двигателя (см. рис. 1), так что любые модификации двигателя относительно мало влияют на требования к пространству и выхлопную систему. Однако необходимо модифицировать радиатор, чтобы справиться с возросшей охлаждающей способностью двигателя. По сравнению с модификациями двигателя, включающими систему SCR, это значительно упрощает для клиентов преобразование их агрегатов в соответствии с новыми стандартами выбросов, поскольку системы рециркуляции отработавших газов для снижения выбросов оксидов азота не требуют дополнительных рабочих сред и, следовательно, не требуют дополнительных затрат или работы на дополнительных баках и трубопроводах. . клиент 9Преимущества 0003 в плане снижения затрат на погрузочно-разгрузочные работы и техническое обслуживание.

Принцип действия

При рециркуляции отработавших газов часть отработавших газов отбирается из выхлопной системы, охлаждается и направляется обратно в цилиндры (см. рис. 2). Хотя выхлоп заполняет камеру сгорания, он не участвует в реакции сгорания, протекающей в цилиндре, из-за низкого содержания кислорода. Таким образом, скорость процесса сгорания
в целом снижается, в результате чего пиковая температура пламени в
0003 камера сгорания опущена. Это резко снижает образование оксидов азота.

Запатентованное решение MTU: концепция цилиндра-донора

Система рециркуляции отработавших газов предъявляет повышенные требования к турбонаддуву отработавших газов, поскольку
более высокое давление наддува должно достигаться при уменьшенном массовом расходе в системе турбонаддува. Эти высокие давления наддува необходимы для направления
увеличенного массового расхода, возникающего в результате скорости рециркуляции отработавших газов, в цилиндр во время газового цикла. Кроме того, выхлопные газы могут быть перенаправлены обратно в цилиндры только тогда, когда существует перепад давления между выхлопной и наддувочной системами. Это падение давления должно быть обеспечено с помощью правильно сконфигурированной системы турбонаддува, что приводит к снижению эффективности турбонаддува. Падение давления между выхлопной и наддувочной системами приводит к потерям в газовом цикле. Эти факторы, как правило, приводят к снижению производительности двигателя или увеличению расхода топлива. Чтобы улучшить комбинированный эффект рециркуляции выхлопных газов и турбонаддува, MTU разработала так называемую систему рециркуляции выхлопных газов цилиндра-донора (см. рис. 3). Запатентованная система MTU использует только некоторые цилиндры двигателя в качестве донора для рециркуляции выхлопных газов. Выпускной клапан (клапан-донор) сдерживает поток отработавших газов после цилиндров-доноров и, таким образом, создает необходимый перепад давления между системами выпуска и наддува. Это означает, что система турбонаддува может быть оптимизирована до очень хорошего уровня эффективности, при этом потери газового цикла влияют только на донорские цилиндры. По сравнению с обычной рециркуляцией отработавших газов под высоким давлением (как в случае двигателя серии 1600) концепция донорного цилиндра (серии 2000 и 4000) позволяет достичь более низкого расхода топлива, поскольку она снижает потери цикла газа в двигателе и позволяет использовать более высокий турбонагнетатель. уровни эффективности. Для этого требуется дополнительный выпускной клапан цилиндра-донора по сравнению с рециркуляцией отработавших газов высокого давления. Накопление грязи на компонентах и ​​объем обслуживания, требуемый в течение срока службы установки, ниже при использовании концепции цилиндра-донора, как в случае с рециркуляцией отработавших газов под высоким давлением: в отличие от ситуации с рециркуляцией отработавших газов под низким давлением, выхлопной газ не подается во всасываемый воздух до тех пор, пока не будет немедленно
перед попаданием в цилиндр, что означает, что через крыльчатку компрессора
и промежуточный охладитель проходит только чистый воздух, а не выхлопные газы, содержащие частицы.

Рис. 3: Концепция цилиндра-донора системы рециркуляции отработавших газов По сравнению с обычной рециркуляцией отработавших газов под высоким давлением запатентованная система MTU обеспечивает более низкий расход топлива, поскольку она снижает потери в газовом цикле в двигателе и обеспечивает более высокий уровень эффективности турбонагнетателя. Для этого требуется дополнительный выпускной клапан донорского цилиндра.

Система охлаждения для рециркуляции отработавших газов

Температура отработанных газов, отводимых для рециркуляции, составляет около 650 градусов Цельсия. Поэтому он слишком горячий, чтобы подавать его непосредственно в цилиндры; это еще больше повысит температуру камеры сгорания, тем самым нарушив его фактическую цель — уменьшить образование оксида азота за счет снижения температуры сгорания. По этой причине выхлопной газ сначала охлаждается примерно до 120 градусов Цельсия (см. рис. 4). В случае промышленных двигателей с большим массовым расходом всасываемого воздуха и выхлопных газов, требующих высокой мощности охлаждения, которые должны быть обеспечены высокопроизводительными теплообменниками. В принципе, для этой цели можно использовать проверенные серийные охладители, используемые в секторе коммерческого транспорта. Тем не менее, чтобы покрыть охлаждающую способность, необходимую для 16-цилиндрового двигателя с рабочим объемом 4,8 литра на цилиндр, в зависимости от поставщика, для рециркуляции отработавших газов потребуется от четырех до восьми обычных радиаторов для коммерческих автомобилей максимальной доступной емкости. Использование такого количества одиночных излучателей с требуемой механической прочностью невозможно в мобильном приложении. Поэтому MTU работает со своими поставщиками над разработкой комплексных решений для охлаждения, в которых используются только внутренние компоненты теплообменников из проверенных коммерческих автомобилей, а литой корпус с высокой степенью интеграции разработан специально для удовлетворения индивидуальных требований. Корпус теплообменника идеально соответствует контурам двигателя и включает в себя все соединительные трубы. Преимуществами для клиента являются меньшая занимаемая площадь, высокая функциональная надежность и низкие эксплуатационные расходы. MTU использует как можно больше общих деталей для двигателей одной серии с разным количеством цилиндров. Благодаря продвинутому
стадии зрелости разработки, это также приводит к высокому уровню функциональной надежности.

Рис. 4: Сечение через радиатор Выхлопные газы, отбираемые для рециркуляции при температуре около 650 градусов Цельсия, слишком горячие, чтобы подавать их непосредственно в цилиндры. По этой причине выхлопные газы сначала охлаждаются примерно до 120 градусов Цельсия. Система охлаждения оптимально интегрирована в концепцию конструкции двигателя, так что заказчику нужно только учесть очень мало места.

Взаимодействие с другими ключевыми технологиями

Хотя рециркуляция отработавших газов приводит к снижению выбросов оксидов азота, выбросы твердых частиц сажи увеличиваются до нежелательной степени, если не принимать контрмер. Чтобы этого не произошло, MTU усовершенствовал как впрыск топлива, так и турбонаддув
. Необходим ли дизельный сажевый фильтр (DPF) в дополнение к этим внутренним модификациям двигателя для дальнейшего снижения выбросов, зависит от ограничений, указанных в стандарте выбросов, применимом к конкретному применению.

Резюме

Рециркуляция отработавших газов является одной из ключевых внутренних технологий MTU для снижения выбросов. Его можно использовать для снижения образования оксидов азота внутри цилиндра на 40 и более процентов, в результате чего многие приложения — в зависимости от применимых ограничений в каждом конкретном случае — могут соответствовать требуемым стандартам выбросов без необходимости дополнительной обработки выхлопных газов для удаления NOX. . В тех случаях, когда законодательство о выбросах особенно строгое, требуется система SCR или даже комбинация рециркуляции отработавших газов и системы SCR. Компания MTU разработала компактное решение для интеграции всех компонентов рециркуляции отработавших газов в концепцию конструкции двигателя, так что не требуется дополнительного места для установки (см. рис. 5). Это означает, что клиенты могут без особых усилий модернизировать свои приложения, чтобы они соответствовали новым стандартам выбросов. Система также не требует дополнительных расходных материалов.

Рис. 5: Сравнение двигателя 16V 4000 R43 для железнодорожного транспорта без EGR и 16V 4000 RX4 с EGR Компания MTU впервые применила рециркуляцию отработавших газов в серийном производстве в середине 2011 г. для нефтегазовых двигателей серии 4000 для гидроразрыва пласта ( Стандарт выбросов EPA Tier 4). Он также был введен в железнодорожные двигатели, на которые распространяются нормы выбросов EU IIIB, вступившие в силу в 2012 году. Поскольку отдельные компоненты эффективно интегрированы в двигатель, дополнительное пространство практически не требуется (см. иллюстрированное сравнение с железнодорожным двигателем серии 4000 без рециркуляции отработавших газов). ).

СИСТЕМА РЕЦИРКУЛЯЦИИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ (EGR): ПРИНЦИП РАБОТЫ, КОНСТРУКЦИЯ И ПРЕИМУЩЕСТВА

18 июля 2019 г.
Автор: INGENIERIA Y MECANICA AUTOMOTRIZ

Дизельные двигатели имеют тенденцию выделять больше оксидов азота (NOx), которые вредны для человека. Это происходит из-за высоких температур в цилиндрах двигателя из-за более высокой степени сжатия. Для контроля и снижения выбросов NOx производители используют в двигателях технологию «рециркуляции выхлопных газов».

Термин EGR означает рециркуляцию выхлопных газов. Это часть современных автомобилей с дизельными двигателями, которая помогает уменьшить выбросы оксида азота (NOx). Рециркуляция выхлопных газов — это технология, используемая для снижения содержания оксидов азота как в дизельных двигателях внутреннего сгорания, так и в бензиновых двигателях.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Выхлопной газ, добавляемый к топливу, кислороду и продуктам сгорания, увеличивает удельную теплоемкость содержимого цилиндра, что снижает адиабатическую температуру пламени.

В типичном автомобильном двигателе с искровым зажиганием (SI) от 5% до 15% выхлопных газов направляется обратно на впуск в виде EGR. Максимальное количество ограничено потребностью смеси поддерживать непрерывный фронт пламени во время горения; чрезмерная рециркуляция отработавших газов в плохо настроенных приложениях может вызвать пропуски зажигания и частичные ожоги. Хотя EGR значительно замедляет сгорание, это можно в значительной степени компенсировать опережением момента зажигания. Влияние EGR на эффективность двигателя во многом зависит от конкретной конструкции двигателя и иногда приводит к компромиссу между эффективностью и выбросами NOx. Правильно работающая система рециркуляции отработавших газов теоретически может повысить эффективность бензиновых двигателей за счет нескольких механизмов:

• Уменьшены потери на дросселирование.

Добавление инертных отработавших газов во впускную систему означает, что для заданной выходной мощности дроссельная заслонка должна открываться дальше, что приводит к увеличению давления во впускном коллекторе и уменьшению дроссельных потерь.

• Пониженный отвод тепла.

Пониженные пиковые температуры сгорания не только уменьшают образование NOx, но также уменьшают потери тепловой энергии на поверхности камеры сгорания, оставляя больше энергии для преобразования в механическую работу во время такта расширения.

• Пониженная химическая диссоциация.

Более низкие пиковые температуры приводят к тому, что большая часть высвобождаемой энергии остается в виде ощутимой энергии вблизи ВМТ (верхней мертвой точки), а не связывается (в начале такта расширения) при диссоциации продуктов сгорания. Этот эффект незначителен по сравнению с первыми двумя.

Система рециркуляции отработавших газов обычно не используется при высоких нагрузках, поскольку это снижает пиковую выходную мощность. Это связано с тем, что он снижает плотность всасываемого заряда. EGR также не включается на холостом ходу (низкая скорость, нулевая нагрузка), потому что это может вызвать нестабильное сгорание, что приведет к неровному холостому ходу.

Поскольку система EGR рециркулирует часть выхлопных газов, со временем клапан может засориться нагаром, что мешает его нормальной работе. Забитые клапаны рециркуляции ОГ иногда можно очистить, но если клапан неисправен, его необходимо заменить.

КОНСТРУКЦИЯ

Вакуумный клапан рециркуляции отработавших газов регулирует количество выхлопных газов, поступающих в цилиндры. Он состоит из подпружиненной вакуумной диафрагмы. Он связан с дозирующим клапаном, который контролирует прохождение выхлопных газов. Вакуум от калиброванного сигнального порта, расположенного над дроссельной заслонкой, соединяется с вакуумной камерой EGR.

На холостом ходу клапан рециркуляции отработавших газов находится в закрытом положении из-за давления пружины и низкого разрежения в канале. Инженеры спроектировали это так, потому что если выхлопные газы будут рециркулировать на холостом ходу, это вызовет неровный/неустойчивый холостой ход. При открытии дроссельной заслонки подается вакуум и постепенно открывается конический клапан. Это приводит к тому, что выхлопные газы попадают во впускной коллектор.

Однако при полном открытии дроссельной заслонки во впускном коллекторе нет разрежения. Таким образом, он закрывает конический клапан и предотвращает попадание выхлопных газов во впускной коллектор.

ПРЕИМУЩЕСТВА

Система рециркуляции выхлопных газов возвращает часть выхлопных газов обратно в цилиндры двигателя через камеру сгорания. Логика системы EGR очень проста. Выхлопной газ горячее свежего воздуха, всасываемого двигателем. Так, выхлопные газы значительно уменьшают содержимое цилиндра для сгорания. Из-за отсутствия кислорода (O2) выхлопным газам нечему гореть, поскольку они не содержат ни топлива, ни частиц кислорода.

Таким образом, снижается температура отвода тепла и температуры цилиндра.