System EGR

System recyrkulacji spalin (EGR) został opracowany w celu poprawy oceny środowiskowej silnika samochodowego. Jego zastosowanie może zmniejszyć stężenie tlenków azotu w spalinach. Te ostatnie nie są dostatecznie dobrze usuwane przez katalizatory, a ponieważ są one najbardziej toksycznymi składnikami składu spalin, konieczne jest zastosowanie dodatkowych rozwiązań i technologii.

Jak działa system

EGR to skrót od angielskiego terminu „Exhaust Gas Recirculation”, który tłumaczy się jako „recyrkulacja spalin”. Głównym zadaniem takiego systemu jest skierowanie części gazów z kolektora wydechowego do kolektora dolotowego. Powstawanie tlenków azotu jest wprost proporcjonalne do temperatury w komorze spalania silnika. Gdy spaliny z układu wydechowego dostają się do układu dolotowego, zmniejsza się stężenie tlenu, który podczas procesu spalania pełni rolę katalizatora. W efekcie spada temperatura w komorze spalania i zmniejsza się procent tworzenia tlenku azotu.

Układ EGR stosowany jest w silnikach wysokoprężnych i benzynowych. Jedynymi wyjątkami są pojazdy benzynowe z turbodoładowaniem, w których zastosowanie technologii recyrkulacji jest nieefektywne ze względu na specyfikę trybu pracy silnika. Ogólnie rzecz biorąc, technologia EGR może zmniejszyć stężenie tlenku azotu nawet o 50%. Ponadto zmniejsza się prawdopodobieństwo detonacji, zużycie paliwa staje się bardziej ekonomiczne (o prawie 3%), a samochody z silnikiem Diesla charakteryzują się zmniejszeniem ilości sadzy w spalinach.

Sercem układu EGR jest zawór recyrkulacji, który steruje przepływem spalin do kolektora dolotowego. Działa w wysokich temperaturach i poddawany jest dużym obciążeniom. Można wytworzyć wymuszoną redukcję temperatury, co wymaga zamontowania grzejnika (chłodnicy) pomiędzy układem wydechowym a zaworem. Jest częścią ogólnego układu chłodzenia samochodu.

W silnikach wysokoprężnych zawór EGR otwiera się na biegu jałowym. W takim przypadku spaliny stanowią 50% powietrza wchodzącego do komór spalania. Wraz ze wzrostem obciążenia zawór stopniowo się zamyka. W przypadku silnika benzynowego system cyrkulacji zwykle działa tylko przy średnich i niskich obrotach silnika i dostarcza do 10% spalin w całkowitej objętości powietrza.

Czym są zawory EGR

Obecnie istnieją trzy rodzaje zaworów recyrkulacji spalin, które różnią się rodzajem siłownika:

• Pneumatyczny. Najprostszy, ale już przestarzały siłownik układu recyrkulacji spalin. W rzeczywistości wpływ na zawór ma podciśnienie w kolektorze dolotowym samochodu.
• Elektropneumatyczne. Pneumatyczny zawór EGR jest sterowany przez elektrozawór, który działa na podstawie sygnałów z ECU silnika na podstawie danych z kilku czujników (ciśnienia i temperatury spalin, położenia zaworu, ciśnienia dolotowego i temperatury płynu chłodzącego). Łączy i odłącza źródło podciśnienia i tworzy tylko dwie pozycje zaworu EGR. Z kolei próżnię w takim układzie może wytworzyć osobna pompa próżniowa.
• Elektroniczny. Ten typ zaworu recyrkulacyjnego jest bezpośrednio sterowany przez ECU silnika pojazdu. Posiada trzy pozycje dla płynniejszej kontroli przepływu spalin. Położenie zaworu EGR jest przełączane przez magnesy, które otwierają i zamykają go w różnych kombinacjach. Ten system nie wykorzystuje próżni.

Rodzaje EGR w silniku diesla

Silnik wysokoprężny wykorzystuje różnego rodzaju systemy recyrkulacji spalin, których zasięg określają normy środowiskowe pojazdu. Obecnie są ich trzy:

• Wysokie ciśnienie (odpowiada Euro 4). Zawór recyrkulacji łączy króciec wydechowy, który jest zainstalowany przed turbosprężarką, bezpośrednio z kolektorem dolotowym. Obwód ten wykorzystuje napęd elektropneumatyczny. Gdy przepustnica jest zamknięta, ciśnienie w kolektorze dolotowym jest zmniejszone, co skutkuje wyższą próżnią. Powoduje to wzrost przepływu spalin. Z drugiej strony szybkość doładowania jest zmniejszona, ponieważ do turbiny trafia mniej spalin. Przy szeroko otwartej przepustnicy system recyrkulacji spalin nie działa.
• Niskie ciśnienie (odpowiada Euro 5). W tym schemacie zawór jest połączony z układem wydechowym w obszarze między filtrem cząstek stałych a tłumikiem, a w układzie dolotowym - przed turbosprężarką. Dzięki temu związkowi obniża się temperatura spalin, a także oczyszczane są z zanieczyszczeń sadzy. W tym przypadku, w porównaniu do schematu wysokociśnieniowego, zwiększanie ciśnienia odbywa się z pełną mocą, ponieważ cały przepływ gazu przechodzi przez turbinę.
• Łączone (odpowiada Euro 6). Jest to połączenie obwodów wysokiego i niskiego ciśnienia, każdy z własnymi zaworami recyrkulacyjnymi. W trybie normalnym obwód ten działa na kanale niskiego ciśnienia, a kanał recyrkulacji wysokiego ciśnienia jest podłączony, gdy wzrasta obciążenie.

Średnio zawór recyrkulacji spalin wytrzymuje do 100 000 km, po czym może się zatkać i zawieść. W większości przypadków kierowcy, którzy nie wiedzą, czym są systemy recyrkulacji, po prostu je całkowicie usuwają.