Рециркуляция отработанных газов
Рециркуляция отработавших газов (ОГ)
Рециркуляция отработавших газов (ОГ) заключается в перепуске их части во впускную систему двигателя и последующему возврату в камеры сгорания. Так как ОГ содержат после процесса сгорания очень мало кислорода, максимальные температура и давление при сгорании топлива снижаются. В результате этого уменьшается выброс оксидов азота – NOx.
Эффект рециркуляции, снижающий уровень эмиссии NOx, основывается на трех составляющих:
- снижении концентрации кислорода в камере сгорания
- сокращении расхода ОГ
- снижении температуры в цилиндре благодаря более высокой теплоемкости инертных газов, которые не участвуют в реакции (например, СО2)
Количество отработавших газов, участвовавших в рециркуляции, может достигать 20…50% общего расхода, при этом содержание окислов азота снижается до 60%. Увеличение выбросов углеводородов и роста расхода топлива при увеличении неравномерности работы двигателя накладывают ограничения на верхний предел степени рециркуляции отработавших газов. Система рециркуляции выключается при работе двигателя на холостом ходу, потому что образование окислов азота на этом режиме незначительно. На режимах полных нагрузок или близких к ним, рециркуляция осуществляется непродолжительное время, а в режиме частичных нагрузок более длительное время и эффективность действия системы на этом режиме наивысшая.
Рециркуляция подразделяется на:
- внутреннюю
- внешнюю
При внутренней рециркуляции отработавших газов регулирование количества остаточных газов в цилиндрах двигателя производится перестановкой по фазе впускных и выпускных валов. Это создает условия для поступления отработавших газов из выпускных во впускные каналы во время перекрытия фаз газораспределения (т. е. в период одновременного открытия впускного и выпускного клапанов). При этом количество рециркулируемых газов зависит главным образом от продолжительности перекрытия фаз. Для этого впускные клапаны должны открываться задолго до ВМТ, а выпускные – закрываться непосредственно перед ВМТ. В результате оба клапана остаются открытыми одновременно и отработавшие газы перетекают во впускные каналы. К преимуществам внутренней рециркуляции отработавших газов по сравнению с внешней рециркуляцией относятся ускоренная реакция системы и повышенная равномерность распределения рециркулируемых газов по цилиндрам.
Схема системы внешней рециркуляции ОГ представлена на рисунке. Принцип работы системы основан на перепуске части ОГ во впускной трубопровод. После этого они, смешиваясь с воздухом или топливовоздушной смесью, повторно участвуют в горении. Определенная часть ОГ, пройдя клапан рециркуляции 3, разбавляет свежую топливоздушную смесь или воздух. Управление клапаном рециркуляции осуществляется с помощью электронного блока управления 4 двигателя как правило, общего с системой питания, АБС и т. д.
Рис. Схема рециркуляции отработавших газов дизельного двигателя:
1 – всасываемый воздух; 2 – заслонка впускного коллектора с датчиком положения заслонки и двигателем; 3 – клапан рециркуляции ОГ; 4 – блок управления двигателя; 5 – подводящая магистраль ОГ; 6 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 7 – лямбда-зонд; 8 – выпускной коллектор; 9 –турбонагнетатель; 10 – радиатор охлаждения ОГ; 11 – переключающий клапан радиатора рециркуляции
Количество рециркулируемых ОГ зависит от частоты вращения двигателя, количества впрыскиваемого топлива, объема всасываемого воздуха, температуры и давления всасываемого воздуха.
Блок управления двигателем определяет с помощью измерителя расхода поступающую в цилиндры массу воздуха и рассчитывает соответствующее ее величине давление во впускном трубопроводе. При рециркуляции ОГ их масса добавляется к массе свежего воздуха и соответственно повышается давление во впускном трубопроводе. Датчик давления во впускном трубопроводе реагирует на это изменением напряжения на его выходе, которое передается на вход блока управления двигателем. По величине этого сигнала определяется суммарное количество воздуха и ОГ, поступающих в цилиндры двигателя. Количество перепускаемых ОГ определяется вычитанием количества свежего воздуха из суммарной величины.
В магистрали ОГ перед сажевым фильтром расположен широкополосный лямбда-зонд 7, сигнал которого используется в качестве корректирующей величины для регулировки количества рециркулируемых ОГ. Если доля кислорода в ОГ отличается от заданного параметра характеристики рециркуляции ОГ, то блок управления двигателя 4 посылает сигнал управления на клапан рециркуляции 3 и, соответственно, изменяет количество рециркулируемых ОГ.
Радиатор 10 системы рециркуляции ОГ охлаждает рециркулируемые ОГ. Благодаря этому происходит дополнительное снижение температуры сгорания и обеспечивается возможность рециркуляции большего количества ОГ.
Однако независимое от теплового состояния двигателя охлаждение рециркулируемых газов приводит к повышенному выбросу углеводородов и оксида углерода. Поэтому в системе рециркуляции применяют переключающий клапан радиатора рециркуляции 11, который в зависимости от температуры охлаждающей жидкости (обычно ниже 50°С) направляет отработавшие газы к радиатору или в обход его.
Рециркуляция отработавших газов (EGR)
Целью системы рециркуляции выхлопных газов (EGR) является снижение выбросов NOx, которые способствуют загрязнению воздуха. Первые системы EGR были добавлены к двигателям в 1973 году, и сегодня большинство двигателей имеют систему EGR.
Пока система рециркуляции отработавших газов функционирует нормально, она не должна оказывать заметного влияния на двигатель производительность. Но если система рециркуляции отработавших газов протекает или не работает, это может вызвать проблемы с управляемостью, включая детонацию (стук или пинг при ускорении или под нагрузкой), грубый холостой ход, сваливание, жесткий старт, повышенные выбросы NOx и даже повышенные выбросы углеводородов (УВ) в выхлопные газы.
ПОЧЕМУ EGR?
Рециркуляция выхлопных газов уменьшает образование NOX, позволяя небольшому количеству выхлопных газов «просачиваться» во впускной канал многообразие. Количество утечки газа во впускной коллектор составляет всего около 6-10% от общего количества, но этого достаточно, чтобы разбавить воздушно-топливной смеси достаточно, чтобы оказывать «охлаждающее воздействие» на температуры сгорания. Это поддерживает температуру сгорания ниже 1500 градусов С (2800 градусов по Фаренгейту), чтобы уменьшить реакцию между азотом и кислородом, которая образует NOx.
КАК РАБОТАЕТ EGR
Чтобы рециркулировать выхлопные газы обратно во впускной коллектор, между впуском и впускным отверстием создается небольшая калиброванная "утечка" или канал. выпускные коллекторы. Впускной вакуум во впускном коллекторе всасывает выхлоп обратно в двигатель. Но количество рециркуляции должен тщательно контролироваться, иначе он может оказывать такое же влияние на качество холостого хода, производительность двигателя и огромная вакуумная утечка.
В большинстве старых систем EGR используется клапан EGR с регулируемым вакуумом, в то время как в более новых автомобилях, как правило, имеется электронный клапан EGR для контролировать рециркуляцию выхлопных газов.Когда двигатель работает на холостом ходу, клапан рециркуляции отработавших газов закрыт, и поток рециркуляции отработавших газов в многообразие. Клапан EGR остается закрытым, пока двигатель не прогреется и не будет работать под нагрузкой. По мере увеличения нагрузки и сгорания температура начинает повышаться, клапан рециркуляции выхлопных газов открывается и начинает вытекать выхлопные газы обратно во впускной коллектор. Это имеет эффект подавления это снижает температуру сгорания и уменьшает образование NOx.
В дополнение к EGR, другие способы также могут использоваться для минимизации NOx.К ним относятся увеличение перекрытия клапанов распределительных валов, модернизация камера сгорания и модифицирующие кривые опережения зажигания. Трехходовые каталитические нейтрализаторы также снижают выбросы NOx в выхлопных газах. Некоторые двигатели работают настолько чистыми, что им не нужна система рециркуляции отработавших газов для соответствия нормам выбросов NOx.
Если система рециркуляции отработавших газов вышла из строя из-за того, что она была отсоединена или повреждена, ранее был эффект охлаждения обеспеченная системой EGR будет потеряна. Без рециркуляции отработавших газов двигатель будет часто стучать и пинговать (детонировать) при ускорении или тяге двигателя.Это может привести к повреждению двигателя с течением времени.
ВИДЫ КЛАПАНОВ EGR
Существует шесть различных типов клапанов EGR:
Портированные клапаны EGR (с 1973 по 1980 годы). Типичный портовый вакуумный клапан EGR состоит из вакуумной диафрагмы. соединен с тарельчатым или коническим клапаном управления потоком штока. Сам клапан EGR обычно устанавливается либо на проставке под карбюратором, либо на впускной коллектор. Небольшая труба из выпускного коллектора или внутреннего перекрестного прохода в головке блока цилиндров и впускного коллектора трассы выпуска к клапану.Когда на клапан рециркуляции ОГ подается вакуум, он открывается. Это позволяет впускному вакууму всасывать выхлоп в двигатель. Чтобы предотвратить открытие клапана EGR при холодном двигателе, вакуумная линия к клапану EGR может быть подключена к разъединенному вакуумному выключателю или управляемый компьютером соленоид. Вакуум не может проходить к клапану, пока двигатель не прогреется. EGR не нужен, когда двигатель холодный, только когда тепло и под нагрузкой.
Клапаны EGR положительного противодавления (1973 и выше).Обратные клапаны EGR используют противодавление выхлопных газов для изменения Точка, в которой они открываются и их скорость потока. На автомобилях GM они обозначены последней буквой на номер детали в верхней части клапан. Буква «P» обозначает положительный обратный клапан, а буква «N» обозначает отрицательный обратный клапан. Внутри противодавление EGR Клапан является второй диафрагмой, которая реагирует на противодавление в выхлопной системе. Диафрагма противодавления открывается и закрывает небольшое сливное отверстие в главном вакуумном контуре EGR или камере диафрагмы.Открытие сливного отверстия уменьшает вакуум до основного диафрагма и препятствует открытию клапана полностью. Закрытие сливного отверстия позволяет полному вакууму достичь главной диафрагмы, чтобы клапан мог широко откройте и дайте максимальный поток EGR. При использовании клапанов EGR с положительным обратным давлением любое увеличение противодавления выхлопных газов вызывает Клапан EGR открывать. Это несколько снижает противодавление, позволяя диафрагме противодавления выпадать из-под контроля вакуум. Клапан рециркуляции выхлопных газов начинает закрываться, и давление выхлопных газов снова возрастает.Клапан рециркуляции выхлопных газов колеблется при открытии и закрытии давление выхлопных газов для поддержания своего рода сбалансированного потока.
Клапаны EGR с отрицательным обратным давлением (1973 и выше). Тип отрицательного противодавления клапана EGR реагирует в таким же образом, за исключением того, что он реагирует на отрицательные или уменьшающиеся изменения давления в выхлопной системе, чтобы регулировать действие EGR. Падение противодавления происходит при меньшей нагрузке на двигатель. Это заставляет мембрану обратного давления открывать сливное отверстие и уменьшить расход EGR.Это тот же принцип, что и с положительным типом, за исключением того, что функция контроля возникает при снижении противодавления вниз вместо вверх.
ПРИМЕЧАНИЕ: Большинство предкомпьютерных систем EGR имеют переключатель вакуума температуры (TVS) или портированный переключатель вакуума между клапаном EGR и источник вакуума для предотвращения работы системы рециркуляции отработавших газов, пока двигатель не успеет прогреться. Двигатель должен быть относительно тепло, прежде чем он сможет справиться с EGR. Если двигатель работает неровно или спотыкается в холодном состоянии, это может указывать на неисправность TVS, которая разрешить EGR слишком рано после запуска.Застревание TVS в закрытом положении блокирует вакуум в EGR и предотвращает любую рециркуляцию. операция. Симптомом здесь могут быть чрезмерные выбросы NOx и возможный пинг или детонация.
Электронные клапаны EGR с широтно-импульсной модуляцией (начало 1980-х и выше). Впервые использованный в 1984 году компанией General Motors, этот тип системы рециркуляции отработавших газов использует соленоид управления EGR с широтно-импульсной модуляцией. С помощью этой техники модуль управления трансмиссией (PCM) запускает электромагнитный клапан управления вакуумом EGR быстро включается и выключается.Это создает переменный вакуумный сигнал, который может очень близко регулировать работу EGR. Количество времени «включено» против времени «выключено» для Соленоид EGR находится в диапазоне от 0 до 100 процентов, и среднее количество времени включения и выключения в любой данный момент времени определяет сколько потока EGR происходит.
Цифровые электронные клапаны EGR (с конца 1980-х по 1990-е годы). В некоторых случаях используется «цифровой» клапан EGR. это Тип клапана также использует вакуум для открытия клапана, но регулирует поток EGR в соответствии с компьютерным управлением.Цифровой клапан EGR имеет три дозирующих отверстия, которые открываются и закрываются соленоидами. Открывая различные комбинации этих три соленоида, различные скорости потока могут быть достигнуты, чтобы соответствовать EGR к требованиям двигателя. Соленоиды обычно закрыты и открываются только тогда, когда компьютер завершает заземление для каждого.
Линейные электронные клапаны EGR (начало 1990-х и выше). Другим типом электронного клапана EGR является «линейный» клапан EGR.Этот тип использует небольшой шаговый двигатель с компьютерным управлением для открытия и закрытия клапана EGR вместо вакуума. Преимущество этого подход заключается в том, что клапан EGR работает полностью независимо от вакуума двигателя. Он имеет электрический привод и может быть открыт в различные приращения в зависимости от того, что модуль управления двигателем определяет потребности двигателя в любой момент времени. GM начал использование этого типа клапана на многих из его двигателей в 1992 году. Линейные клапаны EGR также могут быть оснащены положением клапана EGR датчик (EVP), чтобы держать компьютер в курсе того, что делает клапан EGR.Датчик EVP также помогает в самодиагностике, потому что компьютер ищет индикацию движения от датчика, когда он выдает команду клапану EGR открываться или закрываться. Датчик работает как Датчик положения дроссельной заслонки и изменения сопротивления. Сигнал напряжения обычно изменяется от 0,3 (закрыто) до 5 вольт (открыто).
ПРИМЕНЕНИЯ БЕЗ КЛАПАНА EGR
На многих поздних моделях двигателей с изменяемой синхронизацией клапанов (VVT) нет клапана EGR, поскольку система VVT изменяет синхронизацию выпускных клапанов для обеспечения того же эффекта, что и EGR.Изменяя точку, в которой выпускные клапаны закрываются, когда двигатель интенсивно работает под нагрузкой, небольшое количество выхлопных газов может оставаться в цилиндрах для следующего цикла сгорания. Это оказывает такое же влияние на снижение температуры сгорания и NOx, как и рециркуляция отработанного газа из выпускного отверстия обратно во впускной коллектор через клапан EGR. Большая разница в том, что система VVT может реагировать на изменение нагрузки двигателя гораздо быстрее и точнее, чем традиционный клапан EGR.Использование VVT для EGR также устраняет многие проблемы, связанные с клапанами EGR, такие как накопление углерода и заклинивание или поломка клапана.
ОБЩИЕ ПРОБЛЕМЫ РОГ 9009
Pinging (детонация или детонация) , потому что система рециркуляции отработавших газов не работает, выпускное отверстие закупорено карбоном или клапан рециркуляции отработавших газов была отключена.
Грубая работа на холостом ходу или пропуски зажигания , потому что клапан EGR не закрывается и подтекающий выхлоп во впускной коллектор.Вы также можете найти P0300 случайный код пропуска зажигания на автомобилях OBD II.
Жесткий запуск , потому что клапан EGR не закрывается и создает утечка вакуума во впускной коллектор.
EGR ДИАГНОСТИКА
Узнайте, какой тип клапана рециркуляции отработавших газов находится на автомобиле, чтобы вы могли использовать соответствующую процедуру испытаний. Осмотрите клапан или обратитесь к руководство по обслуживанию. На некоторых транспортных средствах вы можете найти эту информацию на табличке о выбросах под капотом.Также выясните, какие вакуумные регуляторы используются в вакуумной сантехнике. Есть ли в нем портовый вакуумный выключатель или соленоид? следить Для получения информации о прокладке вакуумных шлангов обратитесь к руководству по техническому обслуживанию или наклейке с данными о выбросах под капотом.
Существует несколько способов устранения неполадок системы EGR. Вы может следовать процедуре устранения неисправностей EGR, которая указана в Сервис мануал для двигателя. На поздней модели компьютер контролируется двигатели, могут быть коды неисправностей, которые относятся к EGR система.На таком приложении первым шагом было бы прочитать код или коды с помощью диагностического прибора или считывателя кода. Ты бы затем обратитесь к конкретным диагностическим картам в руководстве по обслуживанию что сказать вам, что делать дальше.
Коды неисправностей EGR:
P0400 .... Расход рециркуляции отработавших газов
P0401 .... Обнаружен недостаточный поток рециркуляции отработавших газов
P0402 .... Обнаружен чрезмерный расход рециркуляции отработавших газов
P0403.... Цепь управления рециркуляцией выхлопных газов
P0404 .... Диапазон / Производительность цепи управления рециркуляцией отработавших газов
P0405 .... Низкий уровень цепи датчика А отработавших газов
P0406 .... Высокий уровень цепи датчика рециркуляции отработавших газов
P0407 .... Низкий уровень цепи датчика B отработавших газов
P0408 .... Датчик цепи рециркуляции отработавших газов 'B', высокий уровень
P0409.... Цепь датчика рециркуляции отработавших газов "A", контур
В заявках GM pre-OBD II, код 32 указывает на проблему с EGR. Логика, по которой на борту Диагностика обнаруживает неисправность по одному из двух маршрутов. На некоторых приложения, код 32 устанавливается, когда компьютер обнаруживает богаче топливная смесь не работает (указывает на отсутствие рециркуляции ОГ). На других, код устанавливается, если компьютер подает питание на вакуумный соленоид EGR, но не Не обнаружено соответствующего падения всасывающего вакуума.
На Фордах pre-OBD II код 31 указывает на проблему с Датчик положения клапана рециркуляции отработавших газов (EVP). Работает как дроссель датчик положения, идущий от высокого сопротивления (5500 Ом) при Клапан рециркуляции отработавших газов закрыт при низком сопротивлении (100 Ом), когда он открыт. Вы найдете эти датчики EVP в основном на Ford EEC-IV V6 и V8 двигатели. Другие коды включают в себя код 32, который указывает EGR Схема не контролируется. Код 33 срабатывает, когда EVP Датчик не закрывается, а код 34 указывает на отсутствие потока EGR.любой из этих кодов может указывать на неисправный клапан EGR, а также на проблема в вакуумных соленоидах EGRC или EGRV. Другие коды включают код 83 (неисправность цепи EGRC) и код 84 (цепь EGRV вина). Оба указывают на электрическую проблему в одном из электромагнитные цепи. Соленоиды должны иметь от 30 до 70 сопротивление Ом.
См. Руководство по выбросам для информации о тестировании и диагностике выбросов. Руководство по выбросам - это краткая справочная программа, которая охватывает основные меры контроля выбросов и испытания выбросов.
FORD EGR ПРОБЛЕМЫ
На автомобилях 1995 года и новее с OBD II, P0400 с по P0409 коды указывают различные неисправности в системе EGR.
Нажмите, чтобы увидеть увеличенное изображение датчика Ford DPFE
Распространенная проблема рециркуляции отработавших газов у многих фордов - плохой датчик DPFE (перепада давления). Датчик DPFE является частью системы EGR и определяет расход EGR, когда клапан EGR открыт. Он подает сигнал обратной связи на компьютер двигателя, поэтому он может изменять расход EGR в соответствии с изменяющимися нагрузками двигателя.Датчик DPFE обычно устанавливается на двигателе и подключается к трубе, которая проходит от выпускного коллектора к клапану EGR с помощью двух резиновых шлангов. Когда датчик выходит из строя, загорается индикатор Check Engine и обычно устанавливает один или все из следующих кодов неисправностей: P0171 и P0174 (коды бедного состояния) и / или P0401 (недостаточный расход EGR). В девяти случаях из десяти неисправность связана не с плохим клапаном EGR или утечкой вакуума, а с плохим датчиком DPFE. Замена стоит около 112 долларов в Ford или около 48 долларов в магазине автозапчастей.
ПОРЯДОК УСТРАНЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ EGR
Следующая «общая» процедура может помочь вам устранить неполадки Проблемы с EGR.
1. Есть ли у двигателя проблема с детонацией (искровой стук) при ускорении под нагрузкой? Обратитесь к спецификации времени для двигатель и проверьте момент зажигания. Время может быть overadvanced. Если время в пределах спецификации, проверьте двигатель Рабочая Температура. Проблема охлаждения может быть причиной двигатель взорвать.Если температура в пределах нормы диапазона и нет явных проблем с охлаждением, другие Возможности для исследования включают свечи зажигания, которые слишком горячий для применения в двигателе, смесь бедного воздуха / топлива, низкая октановое топливо или слишком сильное сжатие (из-за накопления углерода в камерах сгорания или из-за поршней или головок, которые слишком много сжатия для топлива, которое вы используете). Быть уверенным Вы исключили все другие возможности, прежде чем сосредоточиться на система рециркуляции отработавших газов.
2. Используйте вакуумметр для проверки подачи вакуума клапана рециркуляции отработавших газов шланг для вакуума при 2000-2500 об / мин. Там должно быть вакуум, если двигатель имеет нормальную рабочую температуру. Нет вакуума указать проблему, такую как ослабленный или неправильно проложенный шланг, заблокированный или неисправный портовый вакуумный выключатель или соленоид, или неисправный вакуумный усилитель (или вакуумный насос в случае дизельного двигателя).
Иногда потеря EGR может быть вызвана неисправным вакуумом соленоид в линии подачи вакуума EGR.Обратитесь к вакуумному шлангу схема прокладки в инструкции по эксплуатации или прокладке шланга информация о наклейке о выбросах транспортного средства для расположения соленоид. Если соленоид не открывается при подаче питания, происходит замятие закрыт или открыт, или не работает из-за коррозии электрическое соединение, слабый провод, плохое заземление или другое электрическая проблема, это, очевидно, повлияет на работу Клапан рециркуляции отработавших газов. В зависимости от характера проблемы, двигатель может не иметь EGR, EGR все время или недостаточного EGRЕсли в обход подозрительного соленоида с секцией вакуумной трубки заставляет клапан EGR работать, выяснить, почему соленоид не отвечая, прежде чем заменить его. Проблема может быть ничего больше, чем ослабленный или разъеденный разъем проводки.
3. Проверьте сам клапан EGR. Из-за клапана местоположение, может быть трудно увидеть, действительно ли клапан шток движется, когда двигатель вращается на 1500-2000 об / мин замедление открытия и закрытия дросселя.Шток клапана EGR должен двигаться, если клапан работает правильно. Ручное зеркало может облегчить наблюдение за штоком клапана. Будьте осторожны, чтобы не коснитесь клапана, потому что он будет горячим! Если шток клапана не двигается, когда двигатель вращается (и клапан получение вакуума), наверное, что-то не так с EGR клапан.
Еще один способ «проверить» клапан EGR на некоторых двигателях - это подайте вакуум прямо на клапан рециркуляции отработавших газов. Заметка; Это работает только на пороговые вакуумные клапаны EGR, не обратные клапаны EGR или электронные Клапаны EGR.Вакуум должен открыть клапан, создавая эквивалент большой вакуумной утечки. Это должно вызвать мгновенное падение в режиме ожидания скорость и заметное увеличение холостого хода.
Клапаны EGR обратного типа сложнее проверить потому что должно быть достаточное противодавление в выхлопе до открытия клапана при подаче вакуума. Один трюк иногда используется для создания искусственного ограничения вставив большой патрубок в выхлопную трубу, затем применив вакуум к клапану, чтобы увидеть, если он открывается.Не забудьте удалить ограничение потом.
4. Снимите и осмотрите клапан EGR, если вы подозреваете проблема. Большинство сбоев вызвано разрывом или утечкой в клапанная мембрана. Если клапан не типа обратного давления, он должен удерживать вакуум при подаче вакуума с помощью ручного насоса. Если он не может удерживать вакуум, его необходимо заменить. Примечание: этот тест не работает с обратными клапанами EGR.
Обратные клапаны EGR иногда выходят из строя, если полый клапан стебель забивается углеродом или мусором.Это вы можете увидеть для сами. Почти невозможно удалить такой засор, поэтому заменить клапан рециркуляции отработавших газов.
Накопление углерода вокруг основания клапана EGR иногда мешают открытию или закрытию клапана. Их можно удалить, осторожно почистив или пропитав кончик клапан в растворителе. Не впитывайте весь клапан в растворителе или позволяют растворителю проникать где-нибудь рядом с диафрагмой. Растворитель нападет и разрушит диафрагму.
5. Осмотреть канал EGR в коллекторе на предмет засорения. Используйте трубочист или маленький кусочек проволоки, чтобы исследовать отверстие для блокировки. Иногда вы можете выбить материал, который засоряя отверстие, осторожно тыкая в него. В других случаях это может понадобиться снять коллектор и иметь его профессионально убирается Также рекомендуется очищать корпус дроссельной заслонки и впускной коллектор одновременно, чтобы удалить лак и углеродистые отложения.
КАК ЗАМЕНИТЬ КЛАПАН EGR?
С таким большим количеством вариантов от одного транспортного средства до следующий в системах контроля выбросов и калибровки, это чрезвычайно важно, чтобы вы получили правильную замену клапана EGR для применение. Два клапана рециркуляции отработавших газов могут выглядеть одинаково, но должны быть откалиброваны по-разному с точки зрения потока и количества вакуума и / или противодавление, необходимое для открытия клапана. Следовательно, вы можете иметь указывать VIN номер автомобиля, а также год, марку, модель и размер двигателя при заказе запасного клапана EGR.Это может Также необходимо сослаться на номер детали OEM на старом EGR клапан (если возможно) при заказе на замену, поэтому не выбрасывайте старый клапан рециркуляции отработавших газов, пока у вас не будет установлен новый, он и убедился, что он работает правильно.
Многие вторичные клапаны рециркуляции отработавших газов «уплотнены», поэтому их меньше цифры необходимы для охвата более широкого спектра транспортных средств Приложения. Некоторые из этих клапанов используют сменные ограничители, чтобы изменить их характеристики потока.Следуйте инструкциям поставщиков относительно того, какой ограничитель использовать для правильной калибровки.
Еще статьи о выбросах:
Система принудительной вентиляции картера (PCV)EVAP Система контроля испарительных выбросов
Общее представление о проблемах OBD II с управлением и выбросами
Обзор основных систем контроля выбросов
Диагностика выхлопных газов
Поиск и устранение неисправностей кода P0420 Код катализатора
Каталитическая конвертация
(версия для печати) (версия для печати) Cataltic DKK 999 )Поиск и устранение утечек вакуума
Обновление данных по тестированию на выбросы
Нажмите здесь, чтобы прочитать больше Технические статьи по автомобильной технике
Нужна инструкция по ремонту для завода-изготовителя Информация для вашего автомобиля?
Инструкция по ремонту Mitchell 1 DIY 
- компоненты - x-engineer.org
В этой статье рассматриваются компоненты системы рециркуляции отработавших газов (EGR) . Для получения более подробной информации о том, почему EGR необходим для двигателя внутреннего сгорания, как он работает и типы (архитектуры) систем EGR, читайте также следующие статьи:
Рециркуляция отработавших газов (EGR) является наиболее распространенной технологией для уменьшить выбросы оксидов азота (NO x ) на дизельных двигателях внутреннего сгорания (ДВС).EGR принимает выхлопные газы из выпускного коллектора и повторно вводит их во впускной коллектор, смешивая их со свежим воздухом. При этом основные составляющие выбросов NO x снижаются:
- кислород : который вытесняется инертными (выхлопными газами)
- температура горения : что снижается из-за более высокой теплоемкости диоксида углерода (CO 2 ) и водяной пар (H 2 O) потребляет часть тепла сгорания
Большая часть системы EGR содержит как минимум:
- клапан EGR
- охладитель EGR (опция)
- Перепуск охладителя рециркуляции отработавших газов (опция)
- впускной дроссельный клапан
В некоторых автомобилях используются системы рециркуляции отработавших газов высокого и низкого давления, что означает удвоение компонентов рециркуляции отработавших газов.
Изображение: Схема рециркуляции отработавших газов высокого и низкого давления (EGR)
Кредит: [1]
- блок двигателя
- Клапан EGR (высокое давление)
- Перепуск охладителя EGR (высокое давление)
- Охладитель EGR (высокое давление )
- впускной дроссель (высокое предварительное давление)
- промежуточный охладитель второй ступени (впускной воздух)
- турбонагнетатель второй ступени
- исполнительный механизм с изменяемой геометрией (турбина)
- перепускной клапан
- турбокомпрессор первой ступени
- сажевый фильтр
- выпускной дроссель (низкое давление)
- охладитель рециркуляции отработавших газов (низкое давление)
- клапан рециркуляции отработавших газов (низкое давление)
- промежуточный охладитель первой ступени (воздухозаборник)
Основная функция клапана EGR состоит в том, чтобы пропускать выхлопные газы течь из выпускного коллектора во впускной коллектор.
Подавляющее большинство клапанов в производстве, вплоть до норм выбросов Евро-3, имели тарельчатый клапан с внутренним отверстием, управляемый вакуумным приводом. Ранние версии пневматического клапана EGR не используют электрическую энергию для перемещения фактического клапана, а вал подключен к диафрагме в вакуумном цилиндре. По сравнению с клапаном EGR с электроприводом, основным преимуществом пневматического клапана является низкая стоимость, отсутствие механической трансмиссии и простота.
 Изображение: пневматический клапан EGR | |
 Изображение: пневматический клапан EGR |  Изображение: пневматический клапан EGR |
Другими преимуществами пневматического клапана рециркуляции отработавших газов являются: устойчивость к высоким температурам, особенно при отсутствии датчика положения (без электрического подключения), а также небольшой размер и небольшая масса всего клапана.
В зависимости от ожидаемого времени отклика и запаса доступного вакуума для перемещения клапана, размер диафрагмы и вакуумного цилиндра может быть значительным. Недостатками пневматических клапанов EGR являются:
- низкая сила приведения в действие для открытия
- , закрытие обеспечивается только возвратной пружиной (в случае отложений сажи на клапане невозможно удалить осадок с помощью быстрого клапана закрытие / разрушение, которое может привести к постоянному открытому положению)
Электрические приводы стали стандартом благодаря более быстрому и более точному управлению, которое соответствует более строгим стандартам выбросов.Современные электрические клапаны EGR , независимо от того, установлены ли они в системе EGR низкого или высокого давления, состоят из следующих элементов:
- , фактически , клапан , который при открытии / закрытии изменяет область подачи газа ,
- , , привод (электрический), который обеспечивает необходимую силу для открытия / закрытия клапана
- корпуса клапана , который удерживает клапан, исполнительный механизм, а также возвратную пружину и другие механические компоненты
- датчика положения , который передает к модулю управления двигателем положение клапана
- , корпус , который содержит датчик положения и электрические соединения
 Изображение: электрический клапан EGR | |
| Изображение: электрический Клапан EGR |  Изображение: Электрический клапан EGR |
Клапаны EGR с электроприводом могут иметь тарельчатые клапаны, открывающиеся внутрь или наружу, в зависимости от типа привода.Линейные соленоиды, шаговые двигатели, моментные двигатели и двигатели постоянного тока являются основными типами электрических приводов, которые используются и разрабатываются различными поставщиками компонентов EGR. Это дает преимущество более быстрой и точной работы по сравнению с обычной вакуумной (пневматической) системой.
Соленоид представляет собой электромагнит, состоящий из катушки (электрическая цепь) и мягкого железного сердечника (магнитная цепь), который генерирует ориентированное магнитное поле. Когда электрический ток проходит через катушку, результирующее магнитное поле тянет железный вал, который открывает клапан.Время отклика соленоида меньше по сравнению с электродвигателем, но у него хорошее рассеивание тепла от обмотки (статора) к раме.
 Изображение: линейный (электромагнитный) клапан EGR |  Изображение: линейный (электромагнитный) клапан EGR - компоненты |
где:
- выхлоп впуск газа
- якорь датчик положения
- узел катушки
- корпус клапана
- клапан (выхлопной газ)
Сила срабатывания, создаваемая соленоидом, пропорциональна квадрату магнитной индукции и возможна только в одном направлении (открытие).Для обратного направления (закрытие) клапан имеет возвратную механическую пружину. Разница во времени отклика между двумя направлениями приведения в действие (быстрый соленоид и медленная пружина) делает управление электромагнитными клапанами довольно сложным. Другим недостатком соленоида является низкая сила приведения в действие, что делает его очень чувствительным к вибрациям на одной оси с силой приведения в действие.
Изображение: электромагнитный клапан EGR
Кредит: Delphi
Двигатели постоянного тока (DC) также используются для приведения в действие клапанов EGR.Поэтому двигатель постоянного тока содержит ротор , состоящий из металлического сердечника с медной обмоткой, и статор , состоящий из постоянных магнитов, магнитный поток которых проходит через ротор. Узкое пространство между ротором и статором называется , воздушный зазор . Крутящий момент, создаваемый двигателями постоянного тока, преобразуется в силу линейного приведения в действие посредством системы механических зубчатых колес и рычагов. Несмотря на наличие значительной зоны нечувствительности и более высокой инерции механизма, двигатель постоянного тока предлагает лучший компромисс с точки зрения времени отклика, стабильности и устойчивости к помехам.
Положение клапана EGR, приводимого в действие двигателем постоянного тока, может быть достигнуто только с помощью датчика положения . Датчик положения клапана является линейным и выдает сигнал, пропорциональный его напряжению питания (обычно 5 В). Сигнал датчика положения клапана EGR устанавливается на увеличение в направлении открытия клапана. Датчик положения используется по трем основным причинам:
- позволяет управлять клапаном EGR по замкнутому контуру: масса выхлопных газов рассчитывается в зависимости от положения клапана EGR; Функция рабочей точки двигателя (крутящий момент, скорость и температура), электронный модуль управления (ECM) двигателя устанавливает конкретное положение клапана EGR; это положение измеряется датчиком и подается обратно в модуль управления; в зависимости от погрешности между установленным положением и фактическим положением, контроллер ЭСУД управляет напряжением, приложенным к клапану, чтобы привести клапан EGR в нужное положение.
- позволяет выполнить диагностику клапана EGR: положение клапана EGR является используется для определения разницы между заданным значением расхода отработавших газов и фактическим расходом
- делает возможным расчет массового расхода отработавших газов
В старых типах клапанов EGR использовались контактные датчики положения (резистивные).В нынешнем поколении клапана EGR используются бесконтактные датчики положения (главным образом, эффект Холла), которые по сравнению с резистивными датчиками обладают большей точностью и надежностью.
Изображение: электрический ходовой клапан EGR
Кредит: BorgWarner
Основная проблема двигателей постоянного тока заключается в механическом соединении между щетками и вращающимся коллектором. Чем выше скорость ротора, тем больше давление щетки должно увеличиваться, чтобы поддерживать его в контакте с коллектором, и создается более высокое трение.Поскольку через щетки и коллектор протекает электрический ток, может возникнуть дуговой разряд, который быстро изнашивает щетки и создает помехи в цепи питания.
Более низкие рабочие скорости вызывают накопление частиц из щеток между сегментами коммутатора с риском короткого замыкания. Максимальная скорость двигателя ограничена примерно 10000 об / мин. Для работы с полезной скоростью менее 1000 об / мин и увеличения выходного крутящего момента используется зубчатый механизм .Поэтому двигатели постоянного тока относительно громоздки и нуждаются в передаче, чтобы иметь скорость и крутящий момент в подходящем диапазоне.
Другим вариантом двигателя постоянного тока является моментный двигатель . Это бесконтактные поворотные приводы (бесщеточные двигатели постоянного тока), управляемые стандартным H-мостом. Моментный двигатель способен генерировать постоянный крутящий момент неопределенно в заданном фиксированном положении без перегрева или поломки.
По сравнению с двигателем постоянного тока, моментный двигатель более экономичен благодаря уменьшенному количеству компонентов: нет коммутатора и щеток в контакте.Это также более компактно, поскольку нет необходимости иметь механическую зубчатую передачу, привод которой установлен непосредственно на валу клапана. Клапаны
EGR также приводятся в действие шаговыми двигателями . Ротор содержит набор постоянных магнитов, а статор - набор электромагнитов (катушки с железным сердечником), управляемых цепью силовой электроники. Вращение происходит от взаимодействия ротора и магнитного поля, создаваемого в электромагнитах. Положение ротора контролируется набором Н-мостов, по два на каждый полюс.Шаговый двигатель способен вращаться в обратном направлении без использования зубчатого механизма.
Преимущества и недостатки каждого типа электрических исполнительных систем для клапанов EGR приведены в таблице ниже.
| Преимущества | Недостатки | |
| Соленоид (линейный) |
|
|
| Двигатель постоянного тока (щетки) |
|
|
| Моментный двигатель (безщеточный) |
|
|
| Шаговый двигатель |
|
|
| ЦП - центральный процессор | ||
В условия пневматических противэлектропривод , преимущества и недостатки каждой технологии приведены в таблице ниже
| Пневматика | Соленоид (линейный) | Двигатель постоянного тока | |
| Усилие приведения в действие [N] | 100… 120 | 25… 35 | 350… 450 |
| Время отклика - открытие [мс] | 1000… 2000 | 75… 85 | 70… 80 |
| Время отклика - закрытие [мс ] | 60., 70 | 50… 60 | 60… 70 |
| Устойчивость к блокированию из-за отложений | средняя | низкая | высокая |
| Чувствительность к давлению выхлопных газов | низкая | высокая | очень высокая |
| Точность контроля положения | низкая | высокая | высокая |
Благодаря своим общим преимуществам клапаны EGR с приводом от двигателя постоянного тока являются наиболее распространенными типами используемых клапанов.
Системы EGR обычно имеют впускных дроссельных клапанов , расположенных выше по потоку от клапана EGR. Назначение дроссельной заслонки состоит в том, чтобы создать перепад давления между выпускным и впускным коллектором (когда он закрыт) и позволить выхлопным газам поступать в цилиндры. Большинство дроссельных клапанов EGR являются традиционными «дроссельными» клапанами, похожими на дроссели бензинового двигателя, и управляются электронным способом с помощью модуля управления двигателем (ECM).
Изображение: электрический дроссельный клапан
Кредит: BorgWarner
Охладитель EGR (радиатор) понижает температуру выхлопного газа до того, как он будет введен в поток воздуха.Чем ниже температура, тем выше плотность, тем выше эффективность снижения выбросов NO x . Охлаждение выхлопного газа перед смешением с всасываемым воздухом снижает температуру сгорания и увеличивает отношение кислорода к топливу. Более высокий поток CO 2 и H 2 O в двигатель с охлажденными выхлопными газами увеличивает теплоемкость впускного заряда; Более низкая температура на входе обычно снижает температуру сгорания. Охлаждаемая система рециркуляции отработавших газов была введена для того, чтобы достичь пределов Euro 4 и Euro 5 NO x .
Подавляющее большинство охладителей EGR изготавливаются из труб или пластин из нержавеющей стали или алюминия.
Изображение: охладитель EGR
Кредит: Valeo
Большинство систем EGR имеют перепускной клапан , встроенный в охладитель EGR. Когда двигатель холодный, выхлопной газ циркулирует непосредственно в двигателе. Охладитель EGR обладает очень высокой эффективностью теплообмена, и без перепуска рециркулирующие газы будут очень холодными и задержат прогрев катализатора окисления, что приведет к чрезмерным выбросам HC и CO.Поэтому решение состоит в том, чтобы обойти охладитель EGR до тех пор, пока катализатор окисления не достигнет номинальной рабочей температуры.
Изображение: Интегрированная система рециркуляции отработавших газов (EGR)
Кредит: BMW
- Охладитель EGR
- Электрическое подключение
- Клапан EGR
- Впускной патрубок выхлопного газа (горячий, соединение с выпускным коллектором)
- Перепуск охладителя EGR механизм привода клапана (пневматический)
- впуск охлаждающей жидкости двигателя
- выпуск охлаждающей жидкости двигателя
- выпуск выхлопных газов (холодный, соединение с впускным коллектором)
- направление через головку цилиндров
Изображение: EGR с охладителем - интеграция двигателя
Кредит : VW
Охладитель может быть типа I или U, в зависимости от формы прохода газа через охладитель.В случае U-образного охладителя EGR впускной и выпускной фланцы объединены в один блок на одном конце охладителя.
Изображение: EGR с охладителем - как это работает
Кредит: VW
1. Охладитель EGR
2. Кулачок
3.a Клапан EGR (закрытое положение)
3.b Клапан EGR (открытое положение)
4. Выхлоп впуск газа (горячий, подключение к выпускному коллектору)
5.a перепускной клапан охладителя EGR (закрытое положение)
5.b перепускной клапан охладителя EGR (открытое положение)
6. впуск охлаждающей жидкости двигателя
7.выпускное отверстие для охлаждающей жидкости двигателя
8. выпускное отверстие для выхлопных газов (холодное, соединение с впускным коллектором)
По сравнению с системами высокого давления системы EGR низкого давления более эффективны в снижении выбросов NO x в современном уровне техники для дизельных двигателей [3]. BorgWarner показывает потенциал так называемого впускного вихревого дросселя (IST) для использования потерь выхлопных газов и превращения их в предварительное вихревое движение всасываемого воздуха, поступающего в турбонагнетатель, для улучшения аэродинамики компрессора.IST заменяет обычный дроссель EGR низкого давления во впускном коллекторе, обычно простой дроссельный клапан, перед турбонагнетателем.
Изображение: Турбонагнетатель с вихревым дросселем на впуске (IST) - поточные линии
Кредит: BorgWarner
Дросселирование всегда означает создание потерь. Подход IST состоит в том, чтобы использовать потери и превратить их в предварительное вихревое движение всасываемого воздуха, поступающего в турбонагнетатель, для улучшения аэродинамики компрессора. Очевидно, что предварительное завихрение окажет положительное влияние на компрессор также в тех случаях, когда дросселирование не требуется.Таким образом, IST может использоваться для повышения эффективности и производительности двигателя также в регионах, где не требуется регулирование или рециркуляция отработавших газов.
Изображение: Турбокомпрессор с вихревым дросселем на входе (IST) - деталь
Кредит: BorgWarner
С IST эффект дросселирования достигается с помощью регулируемых направляющих лопаток на входе в воздуховод свежего воздуха. Другими словами, IST представляет собой впускной дроссель, выполненный в виде устройства предварительного завихрения компрессора. Ожидается, что этот подход окажет положительное влияние на двигатель внутреннего сгорания, например:
- , более высокий крутящий момент нижнего конца
- , снижение выбросов выхлопных газов,
- , более низкий расход топлива, ,
. Чтобы получить максимальную отдачу от IST, его необходимо использовать в разные режимы в зависимости от рабочей точки двигателя.Угол наклона направляющих лопаток регулируется непрерывно с изменением нагрузки и частоты вращения двигателя, а заданная точка лопаток определяется алгоритмом управления, также учитывающим положение VGT (турбонагнетатель с изменяемой геометрией) и клапанов EGR.
Ссылки:
[1] Стратегии рециркуляции отработавших газов в дизельных двигателях для требований RDE, Томас Кёрфер, д-р. Торстен Шнорбус, Мишель Мичио, Йошка Шоб, ATZ.
[2] Передовые технологии и разработки двигателей внутреннего сгорания с непосредственным впрыском, Том 2: Дизельные двигатели, Под редакцией Хуа Чжао, CRC Press, 2010
[3] Впускное дроссельное и предварительное вихревое устройство для системы EGR низкого давления
НЕТ x Выбросы
Во многих странах мира выбросы NO x от дизельных и бензиновых транспортных средств ограничены законодательством. NO x образуется в камере сгорания двигателей, когда высокие температуры приводят к объединению кислорода и азота (оба содержатся в воздухе, подаваемом для сгорания).
Рециркуляция выхлопных газов
Широко распространенным способом сокращения выбросов NO x является рециркуляция отработавших газов (EGR).Это включает рециркуляцию контролируемой пропорции выхлопа двигателя обратно во всасываемый воздух. Клапан обычно используется для управления потоком газа, и при необходимости клапан может быть полностью закрыт.
Замена сгоревшего газа (который больше не участвует в сгорании) на обогащенный кислородом воздух уменьшает долю содержимого цилиндра, доступного для сгорания. Это вызывает соответственно более низкое тепловыделение и пиковую температуру цилиндра и уменьшает образование NO x .Наличие инертного газа в цилиндре дополнительно ограничивает пиковую температуру (больше, чем дросселирование в двигателе с искровым зажиганием).
Рециркулируемый газ также может проходить через охладитель EGR, который обычно относится к типу воздух / вода. Это снижает температуру газа, что снижает температуру заряда цилиндра при использовании EGR. Это имеет два преимущества: снижение температуры заряда приводит к снижению пиковой температуры, а большая плотность охлажденного газа EGR позволяет использовать более высокую пропорцию EGR.На дизельном двигателе рециркуляционная фракция может достигать 50% при некоторых условиях эксплуатации.
Преимущества EGR
- Снижение NOx
- Потенциальное снижение потерь на дросселирование двигателей с искровым зажиганием при частичной нагрузке
- Увеличенный срок службы двигателя за счет снижения температуры цилиндров (в частности, срока службы выпускных клапанов)
Недостатки и трудности EGR
Поскольку EGR уменьшает доступный кислород в цилиндре, производство частиц (топлива, которое сгорело только частично) увеличивается при применении EGR.Это традиционно было проблемой для дизельных двигателей, где компромисс между NO x и твердыми частицами является привычным.
Преднамеренное уменьшение кислорода, доступного в цилиндре, уменьшит пиковую мощность, доступную от двигателя. По этой причине EGR обычно отключается, когда требуется полная мощность, поэтому подход EGR к управлению NO x терпит неудачу в этой ситуации.
Клапан EGR не может мгновенно реагировать на изменения спроса, и выхлопному газу требуется время, чтобы обойти контур EGR.Это делает калибровку переходного поведения EGR особенно сложной - традиционно клапан EGR закрывался во время переходных процессов, а затем снова открывался, когда достигалось устойчивое состояние. Однако выброс NOx / макрочастицы, связанный с плохим управлением EGR, делает интересным переходное поведение EGR.
Рециркуляционный газ обычно вводится во впускную систему до того, как впускные отверстия разделятся в многоцилиндровом двигателе. Несмотря на это, идеальное смешивание газа невозможно достичь при всех скоростях / нагрузках двигателя, особенно при переходных режимах.Например, плохое распределение EGR от цилиндра к цилиндру может привести к тому, что один цилиндр получит слишком много EGR, вызывая высокие выбросы частиц, в то время как другой цилиндр получит слишком мало, что приведет к высоким выбросам NO x из этого цилиндра.
Хотя термин EGR обычно относится к преднамеренному, внешнему EGR, также существует уровень внутреннего EGR. Это происходит потому, что остаточный газ сгорания, остающийся в цилиндре в конце такта выпуска, смешивается с поступающим зарядом.Следовательно, существует доля внутренних EGR, которую необходимо учитывать при планировании стратегий EGR. Эффективность очистки будет зависеть от нагрузки двигателя, и в двигателе, оснащенном регулируемой фазой газораспределения, необходимо учитывать еще один параметр.
Применение анализаторов Camburation в разработке EGR
Анализатор CLD500 компании Camburation NO x предлагает два канала одновременного измерения NO x с T 10-90% , равным 10 мс или меньше.Это позволяет измерять концентрации NO x в выхлопе для каждого цикла обжига, что позволяет наблюдать циклическую изменчивость.
Анализатор CO & CO 2 компании Cambusted предлагает два канала одновременного измерения CO & CO 2 с T 10-90% , равным 8 мс. Это позволяет различные приложения:
Отбор проб с NDIR500 на впуске позволяет измерять концентрацию CO 2 во впускном заряде. Измерение выхлопных газов CO 2 с другим каналом NDIR позволяет рассчитать внешнюю интенсивность рециркуляции отработавших газов, по циклам.
В зависимости от расположения впускного зонда может измеряться либо общая скорость рециркуляции отработавших газов, либо скорость рециркуляции отработавших газов, характерная для одного цилиндра. Это позволяет проверять и улучшать моделирование и распределение EGR, включая переходные процессы.
Отбор проб с датчиками NDIR в разных точках через контур EGR позволяет характеризовать задержки и поведение системы EGR.
Сравнение концентрации CO 2 в газе предварительного сгорания с выхлопным газом из предыдущего цикла позволяет рассчитать общий EGR (внутренний + внешний).Таким образом, этот метод может выявить циклическое изменение, а также изменение от цилиндра к цилиндру. Такая возможность также может быть полезна при проверке влияния изменения фаз газораспределения.
Анализаторы твердых частиц серии DMS от компании Camburation способны измерять концентрацию твердых частиц в отработавших газах (как количество частиц, так и массу частиц) и имеют время отклика T10-90% всего 200 мс. Несмотря на то, что этого недостаточно для разрешения циклов за циклом, серия DMS позволяет точно настроить EGR для выбросов твердых частиц, а возможность измерения непосредственно в выхлопе позволяет сравнивать различные цилиндры.
,
