Σύστημα EGR

Το σύστημα επανακυκλοφορίας καυσαερίων (EGR) αναπτύχθηκε για να βελτιώσει την περιβαλλοντική βαθμολογία ενός κινητήρα αυτοκινήτου. Η χρήση του μπορεί να μειώσει τη συγκέντρωση των οξειδίων του αζώτου στα καυσαέρια. Τα τελευταία δεν αφαιρούνται επαρκώς από τους καταλυτικούς μετατροπείς και, δεδομένου ότι είναι τα πιο τοξικά συστατικά στη σύνθεση των καυσαερίων, απαιτείται η χρήση πρόσθετων διαλυμάτων και τεχνολογιών.

Πώς λειτουργεί το σύστημα

Το EGR είναι συντομογραφία του αγγλικού όρου "Exhaust Gas Recirculation", που μεταφράζεται ως "exhaust gas recirculation". Το κύριο καθήκον ενός τέτοιου συστήματος είναι η εκτροπή μέρους των αερίων από την πολλαπλή εξαγωγής στην πολλαπλή εισαγωγής. Ο σχηματισμός οξειδίων του αζώτου είναι ευθέως ανάλογος με τη θερμοκρασία στο θάλαμο καύσης του κινητήρα. Όταν τα καυσαέρια από το σύστημα εξάτμισης εισέρχονται στο σύστημα εισαγωγής, η συγκέντρωση του οξυγόνου, το οποίο λειτουργεί ως καταλύτης κατά τη διαδικασία καύσης, μειώνεται. Ως αποτέλεσμα, η θερμοκρασία στο θάλαμο καύσης μειώνεται και το ποσοστό σχηματισμού οξειδίου του αζώτου μειώνεται.

Το σύστημα EGR χρησιμοποιείται για κινητήρες ντίζελ και βενζίνης. Οι μόνες εξαιρέσεις είναι τα υπερτροφοδοτούμενα βενζινοκίνητα οχήματα, όπου η χρήση της τεχνολογίας ανακυκλοφορίας είναι αναποτελεσματική λόγω των ιδιαιτεροτήτων του τρόπου λειτουργίας του κινητήρα. Γενικά, η τεχνολογία EGR μπορεί να μειώσει τις συγκεντρώσεις οξειδίων του αζώτου έως και 50%. Επιπλέον, η πιθανότητα έκρηξης μειώνεται, η κατανάλωση καυσίμου γίνεται πιο οικονομική (κατά σχεδόν 3%) και τα αυτοκίνητα ντίζελ χαρακτηρίζονται από μείωση της ποσότητας αιθάλης στα καυσαέρια.

Η καρδιά του συστήματος EGR είναι η βαλβίδα ανακυκλοφορίας, η οποία ελέγχει τη ροή των καυσαερίων στην πολλαπλή εισαγωγής. Λειτουργεί σε υψηλές θερμοκρασίες και υπόκειται σε υψηλά φορτία. Μπορεί να δημιουργηθεί αναγκαστική μείωση θερμοκρασίας, η οποία απαιτεί ένα ψυγείο (ψύκτη) που είναι εγκατεστημένο μεταξύ του συστήματος εξάτμισης και της βαλβίδας. Αποτελεί μέρος του συνολικού συστήματος ψύξης του αυτοκινήτου.

Στους κινητήρες ντίζελ, η βαλβίδα EGR ανοίγει στο ρελαντί. Σε αυτή την περίπτωση, τα καυσαέρια αποτελούν το 50% του αέρα που εισέρχεται στους θαλάμους καύσης. Καθώς το φορτίο αυξάνεται, η βαλβίδα κλείνει σταδιακά. Για έναν βενζινοκινητήρα, το σύστημα κυκλοφορίας λειτουργεί συνήθως μόνο σε μεσαίες και χαμηλές στροφές κινητήρα και αποδίδει έως και το 10% των καυσαερίων στον συνολικό όγκο αέρα.

Τι είναι οι βαλβίδες EGR

Επί του παρόντος, υπάρχουν τρεις τύποι βαλβίδων ανακυκλοφορίας καυσαερίων, οι οποίοι διαφέρουν ως προς τον τύπο του ενεργοποιητή:

• Πνευματικός. Ο απλούστερος, αλλά ήδη ξεπερασμένος ενεργοποιητής του συστήματος ανακύκλωσης καυσαερίων. Στην πραγματικότητα, η επίδραση στη βαλβίδα πραγματοποιείται από ένα κενό στην πολλαπλή εισαγωγής του αυτοκινήτου.
• Ηλεκτροπνευματικό. Η πνευματική βαλβίδα EGR ελέγχεται από μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, η οποία λειτουργεί από σήματα από την ECU του κινητήρα με βάση δεδομένα από διάφορους αισθητήρες (πίεση και θερμοκρασία καυσαερίων, θέση βαλβίδας, πίεση εισαγωγής και θερμοκρασία ψυκτικού). Συνδέει και αποσυνδέει την πηγή κενού και δημιουργεί μόνο δύο θέσεις της βαλβίδας EGR. Με τη σειρά του, το κενό σε ένα τέτοιο σύστημα μπορεί να δημιουργηθεί από μια ξεχωριστή αντλία κενού.
• Ηλεκτρονικά. Αυτός ο τύπος βαλβίδας ανακυκλοφορίας ελέγχεται άμεσα από την ECU του κινητήρα του οχήματος. Διαθέτει τρεις θέσεις για πιο ομαλό έλεγχο ροής καυσαερίων. Η θέση της βαλβίδας EGR αλλάζει με μαγνήτες που την ανοίγουν και την κλείνουν σε διάφορους συνδυασμούς. Αυτό το σύστημα δεν χρησιμοποιεί κενό.

Τύποι EGR σε κινητήρα ντίζελ

Ο κινητήρας ντίζελ χρησιμοποιεί διάφορους τύπους συστημάτων ανακύκλωσης καυσαερίων, η κάλυψη των οποίων καθορίζεται από τα περιβαλλοντικά πρότυπα του οχήματος. Αυτή τη στιγμή υπάρχουν τρία από αυτά:

• Υψηλή πίεση (αντιστοιχεί σε Euro 4). Η βαλβίδα ανακυκλοφορίας συνδέει τη θύρα εξαγωγής, η οποία είναι τοποθετημένη μπροστά από τον υπερσυμπιεστή, απευθείας στην πολλαπλή εισαγωγής. Αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιεί μια ηλεκτροπνευματική κίνηση. Όταν το γκάζι είναι κλειστό, η πίεση στην πολλαπλή εισαγωγής μειώνεται, με αποτέλεσμα υψηλότερο κενό. Αυτό δημιουργεί αύξηση της ροής των καυσαερίων. Από την άλλη πλευρά, η ένταση της ώθησης μειώνεται επειδή τροφοδοτούνται λιγότερα καυσαέρια στον στρόβιλο. Σε ορθάνοιχτο γκάζι, το σύστημα ανακύκλωσης καυσαερίων δεν λειτουργεί.
• Χαμηλή πίεση (αντιστοιχεί σε Euro 5). Σε αυτό το σχήμα, η βαλβίδα συνδέεται με το σύστημα εξάτμισης στην περιοχή μεταξύ του φίλτρου σωματιδίων και του σιγαστήρα και στο σύστημα εισαγωγής πριν από τον υπερσυμπιεστή. Χάρη σε αυτή την ένωση, η θερμοκρασία των καυσαερίων μειώνεται και καθαρίζονται επίσης από ακαθαρσίες αιθάλης. Σε αυτή την περίπτωση, σε σύγκριση με το σχήμα υψηλής πίεσης, η συμπίεση πραγματοποιείται με πλήρη χωρητικότητα, αφού ολόκληρη η ροή αερίου διέρχεται από τον στρόβιλο.
• Συνδυασμένο (αντιστοιχεί σε Euro 6). Είναι ένας συνδυασμός κυκλωμάτων υψηλής και χαμηλής πίεσης, το καθένα με τις δικές του βαλβίδες ανακυκλοφορίας. Στην κανονική λειτουργία, αυτό το κύκλωμα λειτουργεί στο κανάλι χαμηλής πίεσης και το κανάλι ανακυκλοφορίας υψηλής πίεσης συνδέεται όταν αυξάνεται το φορτίο.

Κατά μέσο όρο, η βαλβίδα ανακύκλωσης καυσαερίων διαρκεί έως και 100 km, μετά από τα οποία μπορεί να φράξει και να αποτύχει. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι οδηγοί που δεν γνωρίζουν σε τι χρησιμεύουν τα συστήματα ανακυκλοφορίας, απλώς τα αφαιρούν εντελώς.