8 сентября 2024

EGR Система рециркуляции отработавших газов.

Назначение, устройство и принцип работы

Система рециркуляции отработавших газов (EGR — Exhaust Gas Recirculation) — это технология, используемая в дизельных и бензиновых двигателях для снижения выбросов оксидов азота (NOx), образующихся при сгорании топлива. EGR является одной из ключевых технологий, направленных на соответствие двигателей современным экологическим стандартам, таким как Euro 5 и Euro 6.

Назначение системы EGR

Основная задача системы EGR — уменьшение количества оксидов азота (NOx), которые являются вредными выбросами и возникают при высоких температурах сгорания топлива в цилиндрах двигателя. Оксиды азота способствуют загрязнению воздуха и вызывают респираторные заболевания, а также образуют кислотные дожди.

Система EGR снижает выбросы NOx путём возврата части отработавших выхлопных газов обратно в цилиндры двигателя. Это приводит к снижению температуры сгорания, что уменьшает количество образующихся оксидов азота.

Устройство системы EGR

Система EGR состоит из следующих основных компонентов:

  1. Клапан EGR: Основной элемент системы, который регулирует количество отработавших газов, возвращаемых в цилиндры двигателя. Клапан может быть электронным или пневматическим и управляется электронным блоком управления двигателем (ECU). Современные клапаны EGR могут быть оснащены обратной связью для точной регулировки потока газов.
  2. Охладитель EGR: В дизельных двигателях для повышения эффективности системы используется охладитель EGR. Он охлаждает отработавшие газы перед их подачей обратно в цилиндры, что ещё больше снижает температуру сгорания и, соответственно, количество NOx.
  3. Трубопровод рециркуляции: Это система трубок и каналов, через которые отработавшие газы направляются из выхлопного коллектора обратно в систему впуска. Трубопровод может быть оснащён охладителем для снижения температуры рециркулируемых газов.
  4. Электронный блок управления (ECU): Это "мозг" системы, который контролирует работу клапана EGR. ECU на основе данных с различных датчиков (температура, давление, обороты двигателя) определяет, когда и в каком количестве возвращать отработавшие газы в камеру сгорания для оптимального снижения выбросов NOx.
  5. Датчики: Система EGR может включать различные датчики:
    • Датчик температуры выхлопных газов: Контролирует температуру отработавших газов для предотвращения перегрева системы.
    • Датчик положения клапана EGR: Обеспечивает обратную связь для точного регулирования количества рециркулируемых газов.

Принцип работы системы EGR

Принцип работы системы EGR основан на возврате части отработавших газов из выхлопной системы обратно во впускной коллектор двигателя. Это позволяет снизить температуру сгорания топлива в цилиндрах и, соответственно, уменьшить количество образующихся оксидов азота.

  1. Сбор отработавших газов: Отработавшие газы забираются из выхлопного коллектора двигателя и направляются через трубопровод рециркуляции к клапану EGR.
  2. Охлаждение газов: В дизельных двигателях отработавшие газы перед подачей обратно в цилиндры проходят через охладитель EGR, где они охлаждаются. Это помогает более эффективно снижать температуру сгорания, так как охлаждённые газы более эффективно уменьшают температуру в камере сгорания.
  3. Возврат газов во впускной коллектор: Клапан EGR регулирует количество отработавших газов, поступающих обратно во впускной коллектор. В зависимости от режима работы двигателя, клапан может открываться или закрываться, изменяя поток газов.
  4. Снижение температуры сгорания: Возвращённые отработавшие газы не участвуют в процессе сгорания, так как они не содержат кислорода. Это снижает общую концентрацию кислорода в цилиндрах, что приводит к снижению температуры сгорания. В результате снижается количество оксидов азота (NOx), которые образуются при высоких температурах.
  5. Оптимизация работы двигателя: Электронный блок управления (ECU) контролирует работу системы EGR, адаптируя её к различным режимам работы двигателя. Например, при движении на высоких оборотах и нагрузке, когда требуется максимальная мощность, клапан EGR может закрываться, чтобы не снижать производительность двигателя. В режиме холостого хода или на малых оборотах клапан EGR может открываться для более активной рециркуляции газов.

Режимы работы системы EGR

Система EGR работает в зависимости от режима эксплуатации двигателя:

  • Низкие нагрузки и холостой ход: В этих режимах система EGR работает активно, подавая большое количество отработавших газов обратно в цилиндры, так как двигателю не требуется высокая мощность.
  • Средние и высокие нагрузки: При средней и высокой нагрузке клапан EGR открывается частично, подавая умеренное количество отработавших газов для снижения выбросов, но не в ущерб мощности двигателя.
  • Максимальные нагрузки: При полной нагрузке двигателя система EGR может быть отключена, чтобы не снижать эффективность сгорания топлива и производительность двигателя.

Преимущества системы EGR

  1. Снижение выбросов NOx: Основным преимуществом системы EGR является значительное снижение выбросов оксидов азота (NOx) благодаря снижению температуры сгорания. Это позволяет двигателям соответствовать строгим экологическим стандартам, таким как Euro 5 и Euro 6.
  2. Повышение экологической безопасности: Система EGR снижает количество вредных выбросов, таких как NOx, которые негативно влияют на здоровье человека и окружающую среду. Это способствует улучшению качества воздуха и снижению загрязнения.
  3. Уменьшение термической нагрузки на двигатель: За счёт снижения температуры сгорания система EGR уменьшает термическую нагрузку на компоненты двигателя, что может способствовать их долговечности.

Недостатки системы EGR

  1. Засорение клапана и трубопроводов: Со временем на клапане EGR и в трубопроводах могут накапливаться сажевые отложения и другие загрязнения, что приводит к снижению эффективности работы системы. Это требует регулярной очистки или замены компонентов системы EGR.
  2. Снижение эффективности двигателя: В некоторых режимах работы двигателя возврат отработавших газов может снижать эффективность сгорания топлива, что приводит к снижению мощности двигателя и повышению расхода топлива.
  3. Сложность системы: Система EGR включает в себя множество компонентов (клапан, охладитель, датчики), что делает её более сложной и дорогой в обслуживании по сравнению с более простыми системами управления двигателем.
  4. Проблемы с охлаждением: Охладители EGR могут со временем засоряться или выходить из строя, что снижает их эффективность и приводит к перегреву системы, что требует регулярной проверки и замены.

Виды систем EGR

  1. Пневматическая система EGR: Это более старая версия системы, в которой клапан EGR управляется пневматическим механизмом. Хотя такие системы надёжны, они менее точны в управлении потоком рециркулируемых газов по сравнению с современными электронными системами.
  2. Электронная система EGR: Современные системы EGR управляются электроникой, что позволяет более точно контролировать поток отработавших газов. Это способствует более эффективному снижению выбросов NOx и оптимизации работы двигателя.
  3. Охлаждаемая EGR: В дизельных двигателях обычно используется охлаждаемая система EGR, в которой отработавшие газы перед возвратом в цилиндры проходят через охладитель, что снижает их температуру и увеличивает эффективность работы системы.

Проблемы и решения системы EGR

  1. Засорение клапана EGR: Со временем в клапане EGR могут накапливаться сажа и другие загрязнения, что приводит к его засорению и нарушению работы. Решение — регулярная очистка клапана или его замена в случае сильного засорения.
  2. Засорение охладителя EGR: Охладители системы EGR могут засоряться, что приводит к перегреву и снижению эффективности работы системы. Регулярная очистка или замена охладителя помогут предотв