EGR в дизельном двигателе: что это такое

Для чего нужна система EGR

Главной функцией системы EGR становится частичный возврат отработавших газов назад во впускной коллектор двигателя для дожигания. ЕГР дизельного двигателя позволяет сделать работу моторов подобного типа более мягкой и плавной, бензиновые агрегаты с EGR меньше страдают от детонации. Система рециркуляции отработавших газов способна улучшить эксплуатационные показатели дизельного или бензинового ДВС, понизить расход топлива. Выхлоп мотора с ЕГР становится менее токсичным.

Главной задачей системы EGR является эффективное понижение уровня оксидов азота в выхлопе. Образование оксидов азота в процессе работы мотора вызвано высокой температурой. Рост температуры в камере сгорания ДВС приводит к активному увеличению содержания оксидов азота в топливно-воздушной смеси. Высокая температура в камере сгорания ДВС приводит к тому, что кислород и азот, которые содержатся в подаваемом воздухе, начинают взаимодействовать между собой.

Воздух попадает в разогретую камеру сгорания двигателя, где далее активно образуются окиси азота. Это означает, что кислород, который необходим для полноценного сжигания бензина в агрегатах данного типа начинает замещаться указанными оксидами азота. Рабочая смесь при условии недостатка кислорода сгорает не полностью, в результате чего теряется мощность двигателя, заметно повышается расход топлива, а также возрастает токсичность выхлопных газов ДВС.

Если вернуть часть отработавших газов во впускной коллектор, это позволяет немного снизить температуру сгорания топливно-воздушной смеси. Понижение температуры автоматически уменьшает интенсивность образования оксидов азота.

Попадание части отработавших газов обратно во впуск практически не изменяет требуемого соотношения  базовых компонентов для получения качественной топливно-воздушной смеси, сам двигатель не теряет мощности на различных режимах, а также наблюдается экономия топлива.

к содержанию ↑

Особенности дизельных и карбюраторных клапанов ЕГР

Работа клапановEGR в дизельных и бензиновых двигателях имеет определенные отличия. В дизельных силовых агрегатах устанавливается клапан, открывающийся на холостом ходу, при этом количество впускаемого свежего воздуха уменьшается вдвое. При увеличении нагрузок на мотор ЕГР впускает меньше отработанных газов, при пиковых нагрузках клапан закрывается. Закрывание клапана происходит также и при прогреве дизеля.

Клапан EGR, установленный на бензиновом движке, при холостых оборотах и до достижения максимального крутящего момента находится в закрытом положении. При малых и средних нагрузках ЕГР впускает менее 10% кислорода.

к содержанию ↑

Система EGR. Принцип работы

Пишет android-jzx90 в своём блоге.

• Система EGR. Принцип работы
• Как работает ЕГР на турбодизеле
• Для чего глушат клапан ЕГР
• Как правильно заглушить клапан ЕГР на дизеле
• Неисправность клапана EGR
• Можно ли эксплуатировать авто с неисправным клапаном EGR?
• Удаление ЕГР-системы и возможные последствия
• Как устроена рециркуляция выхлопных газов EGR
• Частые проблемы клапана EGR
• Источники:

Как известно, наиболее токсичными составляющими выхлопных газов автомобилей являются углеводороды, оксиды углерода и оксиды азота. С первыми двумя довольно эффективно справляется каталитический нейтрализатор, оксиды же азота «отсеиваются» им недостаточно.

Для уменьшения вредных выбросов оксидов азота и была создана EGR (Exhaust Gas Recirculation) – система рециркуляции выхлопных газов. Она не предназначена для улучшения технических характеристик мотора, а устанавливается исключительно из экологических соображений.

Идея заключается в том, чтобы на определенных режимах работы двигателя подавать некоторую часть отработанных газов из выпускного коллектора во впускной.

к содержанию ↑

Системы рециркуляции дизельных двигателей

Для обеспечения соответствия дизельных двигателей нормам Евро 4 их оборудуют клапанами EГР высокого давления. Согласно международным нормам допустимое количество азотных оксидов в отработавших газах должно составлять не выше 0,25 г/км.

Принцип работы системы рециркуляции состоит в отборе отработавших газов перед входом в турбину, перенаправляя их в специальный канал, ведущий к впускному коллектору.

Система рециркуляции состоит из следующих элементов:

1. Клапан ЕГР.
2. Электрический или пневматический привод.
3. Патрубки, служащие для транспортировки газов.

Из выпускной системы клапан EGR забирает часть отработавших газов и направляет их на впускной коллектор.

Для работы клапана пневматического вида создается разрежение в районе впускного коллектора бензинового силового агрегата. В дизелях разрежение воздуха происходит благодаря работе вакуумного насоса. Вследствие образовавшегося вакуума происходит срабатывание клапана рециркуляции.

Интенсивность рециркуляции зависит от режима работы двигателя, от перепада давления на впускном и выпускном коллекторах. Впускная система управляет давлением при помощи изменения положения дроссельной заслонки. При низком давлении на впуске заслонка дросселя находится в закрытом положении. Чем больше интенсивность рециркуляции, тем меньший поток отработавших газов, направляемых к турбокомпрессору.

Активная рециркуляция приводит к падению давления турбонаддува в дизеле, оборудованном системой EGR. При работе дизеля на холостых оборотах, при полном открытии дроссельной заслонки, до полного прогревания мотора и достижения рабочих значений температуры система EGR находится в режиме низкой активности.

Работу системы ЕГР в дизельном двигателе контролирует электронный блок управления силового агрегата. Клапан начинает свою работу при поступлении управляющего сигнала с ЭБУ, который регулирует открытие дроссельной заслонки в соответствии с показаниями датчика потенциометрического.

к содержанию ↑

Системы рециркуляции низкого давления

Для соответствия требованиям стандарта Евро 5 дизельным двигателям необходимо иметь количество оксида азота в выхлопных газах не выше 0,18 г/км. В таких дизельных моторах установлена система EGR, относящаяся к типу низкого давления. Здесь газы следуют по определенному циклу:

1. Прохождение через сажевый фильтр.
2. Охлаждение в радиаторе.
3. Переход через клапан ЕГР.
4. Проникновение во впускную систему, расположенную у входа в турбину.

Использование системы EGR, относящейся к виду низкого давления, приводит к появлению следующих положительных факторов:

• снижается процент содержания сажевых элементов;
• заметно понижается температура отработавших газов;
• резко сокращается процентное содержание оксидов азота в выхлопе.

Прохождение отработавших газов через устройство турбокомпрессора стабилизирует давление турбинного наддува, что способствует сохранению мощности дизельного силового агрегата без потерь.

Электронный блок управления дизеля следит за интенсивностью процессов рециркуляции посредством следующих устройств:

• заслонка дроссельная;
• заслонка клапана рециркуляции;
• заслонка выпускная.

Работа всех заслонок обеспечена электрическим приводом. При помощи потенциометрического датчика производится контроль за открытием каждой заслонки на определенную величину в соответствии со специальной программой, зашитой в ЭБУ. При этом отслеживается степень наполнения каждого цилиндра движка, давление турбонаддува и интенсивность действия EGR в каждом рабочем режиме дизельного двигателя.

к содержанию ↑

Система рециркуляции комбинированного типа

Дизельные двигатели, чтобы соответствовать требованиям Евро 6, которые требуют иметь количественный состав оксида азота в выхлопных газах не превышающий 0,08 г/км, оборудованы комбинированной системой рециркуляции.

Наличие двух обособленных магистралей в конструкции для рециркуляции отработавших газов отличает данную систему от предыдущих вариантов. Одна магистраль — высокого давления, другая — низкого. Принцип работы комбинированной системы напоминает действие системы, применяемой в моторах, соответствующих требованиям Евро 5. В дополнение к этому осуществляется подвод газов из магистрали с высоким давлением, подключающаяся при переходе на определенные режимы работы двигателя.

Главная задача — это как можно эффективнее снизить уровень азотных оксидов в выхлопных газах.

Конструкцией комбинированной системы не предусмотрено охлаждениев радиаторе отработавших газов, которые находятся в магистрали высокого давления.

к содержанию ↑

Управление системой ЕГР

Система обратной рециркуляции отработанных газов управляется электронным блоком управления двигателем. А команда на открытие или закрытие клапана EGR может подаваться на основании:

• датчика температуры охлаждающей жидкости;
• датчика коленчатого вала;
• датчика положения дроссельной заслонки;

В различных моделях автомобилей, в управлении клапаном ЕГР используются либо все перечисленные датчики, либо некоторые из них, а в ряде случаев, только датчик температуры охлаждающей жидкости.

Как выглядит клапан ЕГР на Chevrolet Lacetti

Так или иначе, но работой клапана ЕГР всегда управляет автомобильная электроника. И пока эта система функционирует штатно, водитель ее работы, практически никак не ощущает. Полезная работа системы ЕГР вне экологической тематики, очень малозаметна. Эта система позволяет экономить около трех процентов топлива на бензиновых моторах. Так же в ряде случаев, система ЕГР предотвращает детонацию топлива в моторе. Но, это явление и само по себе редкое и неординарное. А что касается дизельных агрегатов, то при наличии, штатно функционирующей системы EGR, они работают более плавно, мягко, тихо. Кроме того, в моторах на дизельном топливе при посредстве ЕГР, уменьшается образование сажи. Вот и все бонусы, которые предоставляет владельцу система рециркуляции отработанных газов.

к содержанию ↑

Основные причины неисправностей ЕГР

Наиболее частой причиной неисправностей системы EGR является нагар. Интенсивное образование нагара затрагивает гнездо или пластину клапана ЕГР. Нагар образуется в результате эксплуатации ДВС на топливе низкого качества. Система рециркуляции также выходит из строя по причине неисправностей и сбоев в работе системы питания дизельного двигателя, неполного сгорания топливно-воздушной смеси, отклонений в функционировании системы вентиляции картерных газов и т.д. Система ЕГР страдает от нагара в результате механического износа турбокомпрессора, поршней и цилиндров, закоксовки инжекторных форсунок, а также от различных сбоев в работе датчиков, которые передают на ЭБУ сигналы для управления клапаном EGR.

Если клапан ЕГР засорился, тогда он может работать некорректно или заклинить. В первом случае отмечается несвоевременное срабатывание клапана, что заметно в режиме холостого хода и не имеет явных симптомов и последствий для ДВС. Во втором случае клапан EGR может клинить в момент открытия или закрытия. Бензиновые агрегаты с заклинившим клапаном системы рециркуляции работают на холостом ходу крайне неустойчиво, увеличивается расход топлива. Дизельные моторы с неработающим клапаном EGR теряют мощность, работают более грубо и шумно.

Для выявления неисправностей системы рециркуляции отработавших газов необходимо провести визуальный контроль состояния трубопроводов, электрических разъемов датчиков и других систем. Углубленная диагностика подразумевает электронное сканирование и ряд процедур для проверки функциональности приводов и самого клапана EGR.

Необходимо проверить сопротивление, а также наличие управляющих  сигналов. Для этого используется осциллограф и мультиметр. Если сканирование показало, что давление на впуске отличается от нормы, а также имеет место повышенный расход воздуха, тогда возможно заклинивание клапана. Замена клапана EGR параллельно требует тщательной очистки сопутствующих магистралей и разъемов, так как остатки нагара в системе могут привести к повторному возникновению неисправностей системы рециркуляции отработавших газов через небольшой промежуток времени.

к содержанию ↑

Виды систем рециркуляции отработавших газов дизельного двигателя

EGR высокого давления устанавливается на дизельных моторах, которые соответствуют требованиям Евро 4. Допустимое содержание оксида азота в отработавших газах согласно этим требованиям не должно превышать 0,25 г/км. Система рециркуляции высокого давления частично отводит отработавшие газы из выпускного коллектора турбодизеля, отбирая их перед турбиной. Далее система перенаправляет указанные газы в канал, откуда они попадают во впускной коллектор.

Система имеет следующие элементы в своем устройстве:

• клапан рециркуляции с электро или пневмоприводом;
• патрубки для отвода отработавших газов;

Клапан рециркуляции (клапан EGR) перепускает отработавшие газы из системы выпуска во впуск. Пневматический клапан работает благодаря разряжению, которое создается во впускном коллекторе бензиновых ДВС. В дизельных агрегатах такое разрежение создает вакуумный насос. Разряжение, которое воздействует на клапан рециркуляции,  в свою очередь регулируется посредством управляющего электромагнитного клапана.

Процесс рециркуляции отработавших газов становится более или менее интенсивным зависимо от разных режимов работы силового агрегата. Степень интенсивности напрямую зависит от разницы давлений на впуске и выпуске. Давление во впускной системе регулируется посредством дроссельной заслонки. Закрытый дроссель означает, что давление на впуске падает. В этот момент рециркуляции отработавших газов протекает более интенсивно. Большая рециркуляция приводит к уменьшению потока отработавших газов, который направлен в турбокомпрессор. Получается, что в момент активной рециркуляции отработавших газов немного падает давление турбонаддува дизельного ДВС, который оборудован ЕГР подобного типа.

Система ЕГР не активна в режиме холостого хода, в момент полного открытия дросселя, а также во время прогрева двигателя и до выхода мотора на рабочую температуру. Контроль за работой системы рециркуляции осуществляет ЭБУ двигателя. Клапан рециркуляции вступает в работу по сигналу электронного блока управления ДВС, который контролирует положение дроссельной заслонки при помощи потенциометрического датчика.

Дизельные ДВС, которые соответствуют стандарту Евро 5, подразумевают такой  уровень содержания оксида азота в отработавших газах, который не должен превышать показатель 0,18 г/км. Такие моторы имеют систему EGR низкого давления. Особенностью данной системы является то, что отвод отработавших газов происходит за сажевым фильтром дизельного двигателя. Далее газы попадают в радиатор системы рециркуляции для дополнительного охлаждения. Следующим этапом становится пропуск газов через клапан рециркуляции и проникновение во впуск перед турбиной.

Система ЕГР низкого давления обеспечивает следующие преимущества:

• снижение количества частиц сажи;
• температура отработавших газов эффективно понижается;
• существенное снижение уровня содержания оксидов азота в выхлопных газах;

Дополнительным плюсом становится то, что отработавшие газы проходят через турбокомпрессор. Это позволяет данной системе рециркуляции эффективно работать без снижения давления наддува. Получается, двигатель работает без потерь мощности.

Интенсивность рециркуляции реализована посредством ЭБУ двигателя. Контроль осуществляется при помощи следующих элементов:

• дроссельная заслонка;
• заслонка рециркуляции;
• выпускная заслонка;

Все заслонки функционируют благодаря наличию электрического привода. Открытие заслонок на одну или другую величину измеряется потенциометрическими датчиками. Степень уровня открытия заслонки основывается на специальной программе. Данная цифровая схема зашита в ЭБУ, учитывает наполнение цилиндров двигателя, показатель давления турбонаддува и степень интенсивности работы системы ЕГР применительно к различным режимам работы ДВС.

Дизельные моторы стандарта Евро 6, согласно которому содержание оксида азота в выхлопе не должно быть выше 0,08 г/км, получают комбинированную систему рециркуляции. Особенностью такой системы становятся две обособленные магистрали, по которым осуществляется рециркуляция отработавших газов. Одна из магистралей комбинированной системы EGR представляет собой магистраль высокого давления, а другая является магистралью низкого давления.

Комбинированная система работает подобно системе рециркуляции на моторах Евро 5. Дополнительно может осуществляться подача отработавших газов из магистрали высокого давления, которая задействуется на отдельных режимах работы силового агрегата. Главной задачей становится максимально возможное снижение уровня оксидов азота в выхлопе. Стоит отметить, что радиатор охлаждения отработавших газов в комбинированной системе отсутствует применительно к магистрали высокого давления.

к содержанию ↑

Зачем заглушают ЕГР

Часто можно увидеть ситуацию, когда система ЕГР, попросту заглушена. В чем же дело, не уж-то всем автомобилистам, которые так поступают, плевать на вред от автомобильных выхлопов?

На самом деле, проблема заключается в качестве топлива, на котором ездят наши автомобили. Низкое качество топлива, обуславливает кроме всего прочего, образование сажи и оседание ее на клапане ЕГР, а так же в ее магистрали. Это приводит к тому, что система либо вообще не работает, либо работает неправильно. В обеих случаях, проще ее заглушить, ибо, замена даже только клапана ЕГР, удовольствие отнюдь не дешевое. Вот и люди решают вопрос, так сказать, радикально. А поскольку никаких особых потерь отключение ЕГР не влечет, то и решаются на этот шаг, как правило, без особых колебаний.

Прокладка для заглушки ЕГР (с одним отверстием) и штатная (Chevrolet Lacetti).

Глушение системы рециркуляции отработанных газов на бензиновых двигателях, может производиться при помощи установки обычной шайбы в просвет клапана. Если для регулирования клапана ЕГР, применяются вихревые заслонки во впускном коллекторе, их нужно удалять, тоже. В дизельных же моторах, помимо механического глушения клапана ЕГР, необходимо отключить его программно. Иначе, повышается износ турбины и нарушается стабильность работы силового агрегата.

Споры по поводу глушения ЕГР, длятся до сих пор. Одни считают, что глушить эту систему можно и нужно, другие же утверждают, что после ее отключения, температура горения в цилиндрах возрастает, что приводит к более быстрой выработке ресурса двигателя и его износу.

к содержанию ↑

Как правильно заглушить клапан ЕГР на дизеле

Правильное отключение EGR на дизеле предполагает:

1. Механический способ глушения клапана.
2. Отключение при помощи блока управления.

На первом этапе устанавливают механическую заглушку клапана, после чего систему отключают на электронном оборудовании. После осуществления механического блокирования клапана требуется его программное отключение в ЭБУ, иначе на панели приборов будет гореть лампа «check» по причине ошибки системы рециркуляции, а двигатель задействует аварийный режим, при котором ограничивается отдаваемая мощность.

Самый простой вариант заглушки клапана:

1. Клапан, который чаще всего располагают возле впускного коллектора, снимают, открутив несколько болтов.
2. Если необходимо, демонтируют впускной коллектор и чистят его каналы от загрязнений.
3. Извлекают прокладку, расположенную на месте крепления клапана.
4. Снятая прокладка используется в роли шаблона, по которой вырезают из стального листа прокладку-заглушку, и проделывают в ней отверстия под болты. Нередко заглушку под некоторые модели автомобилей можно встретить в продаже.
5. Обратная установка клапана с применением прокладки и заглушки. Затяжка болтов производится с особой осторожностью из-за их хрупкости.
6. Отключают вакуумные шланги, так как они в системе открытия клапанов больше не задействуются.
7. Внесение изменения в прошивку ЭБУ, чтобы избавиться от ошибки EGR.

к содержанию ↑

Отключение клапана ЕГР

В Европе и других развитых странах к вопросам экологии подходят достаточно строго. На территории СНГ по вопросу ЕГР существует множество споров. Темами обсуждения среди автолюбителей становятся топики касательно того, как «заглушить» ЕГР дизельного или бензинового мотора, нейтрализовать систему рециркуляции отработавших газов, отключить клапан ЕГР дизеля и т.д.

Многие уверены, что система рециркуляции «душит» мотор и ЕГР отнимает мощность, не позволяя цилиндрам двигателя наполняться чистым воздухом в полной мере. К таковым относятся любители тюнинга дизельного мотора. Не менее частой причиной отказа от рециркуляции становится сильное загрязнение впускного коллектора и быстрый выход из строя датчиков системы, а также клапана EGR.

Все элементы системы рециркуляции страдают от нагара в условиях эксплуатации мотора на топливе низкого качества. Ремонт системы требует определенных финансовых затрат. Некоторые водители по этой причине немедленно «глушат» рециркуляцию отработавших газов и не заботятся о целесообразности такого решения.

к содержанию ↑

Можно ли эксплуатировать авто с неисправным клапаном EGR?

Кратковременные признаки неисправности системы рециркуляции выхлопных газов не грозят масштабными последствиями, однако игнорировать их не стоит. Обратитесь в сервисный центр за консультацией, если наблюдаете симптомы, указанные выше.

Ремонт ЕГР на дизеле

Ремонт системы EGR заключается в ее механической очистке от нагара и отложений при помощи небольшой металлической щетки и промывке очистителем «WD», который предназначен для снятия отложений и ржавчины с металла. В конце процедуры клапан изнутри протирают ветошью, смоченной в растворителе. В ремонт ЕГР на дизеле входит и очистка соленоида (при наличии такового), который выполняет функцию фильтрующего элемента, предохраняющего от попадания мусора в вакуумную систему.

Промывка от гари клапана ЕГР осуществляется после его снятия, обработки через отверстия специальным аэрозолем, применяющимся для очистки карбюраторов, далее деталь помещают в емкость, наполненную осветительным керосином. После разбирают, отвинтив 4 болта, и очищают изнутри. Такое обслуживание устранит признаки неисправности клапана EGR, и восстановит его правильную работу. Процедура должна проводиться регулярно через 60-100 тыс. км пробега.

к содержанию ↑

Удаление ЕГР-системы и возможные последствия

Время эксплуатации ЕГР-системы ограничено её сроком службы. Необходимость замены клапана является основной причиной отказа многих водителей от его использования.

Среди других причин удаления клапана EGR:

• дорогостоящие ремонт и обслуживание узла;
• сложность технического обслуживания;
• риск поломки ещё более дорогих деталей двигателя при неправильной работе (поломке) рециркуляционной системы;
• на работу мотора удаление ЕГР-клапана никак не влияет.

Плюсы от удаления:

• не загрязняется впускной коллектор;
• снижается дымность выхлопа;
• увеличивается мощность на средних оборотах;
• пропадает необходимость обслуживания и замены дорогостоящих комплектующих;
• появляется возможность снятия ограничения мощности двигателя.

Минусы:

• возрастает температура воспламенения горючего;
• увеличивается содержание оксида азота в выхлопных газах.

Последствия отказа от EGR-клапана:

• появляется детонация на определённых скоростях;
• повышается расход масла;
• есть риск образования микроповреждений в головке блока цилиндров.

к содержанию ↑

Частые проблемы клапана EGR

• Запирание клапана в закрытом положении. Причина — загрязнение клапана. Решение  — снять и очистить клапан или заменить на новый.

• Блокировка клапана в открытом положении — вызывает возврат части выхлопного газа в систему впуска в течение всей работы двигателя. Признаки — проблемы с запуском двигателя, значительную потерю мощности, не ровную работу двигателя на холостом ходу. Решение — как и прежде — чистка или замена на новый.
• Отказ контроллера клапана — также вызывает блокировку клапана. Требуертся замена всей системы.
• Неправильная работа клапана EGR из-за повреждения расходомера воздуха (неисправность, загрязнение датчика или обрыв провода) — почистите расходомер или замените его новым.
• Отказ охладителя рециркуляции отработавших газов — из-за потери герметичности отработавшие газы, проходящие через него, попадают в охлаждающую жидкость. Признаки этого сбоя можно спутать с повреждением прокладки под головкой. Причина — некачественное топливо (с большим количеством серы), старой охлаждающей жидкости, которая утратила свои антикоррозионные свойства, или воды в системе охлаждения.