Клапан егр для чего он нужен

—>Автозапчасти и СТО —>

Признаки неисправности клапана ЕГР

Система EGR (аббревиатура от Exhaust Gas Recirculation) – система рециркуляции выхлопных газов. Согласно технологии EGR часть выхлопных газов вновь поступает в систему забора воздуха для формирования горючей смеси.

Система не улучшает ходовые параметры двигателей внутреннего сгорания, скорее наоборот.

Установка EGR в автомобили предназначена для:

• уменьшения токсичности отработанных газов, прежде всего, уровня оксида азота в отработанных газах;
• введения дополнительной степени контроля экологичности автомобиля;
• уменьшения процессов детонации; более полного сгорания топлива;
• быстрого прогревания входного воздушного тракта.

В автомобилях последних годов выпуска отказ EGR может заблокировать корректную работу двигателей на больших оборотах и скоростях. Есть специальное программное обеспечение, которое перепрограммирует блок управления двигателя.

Клапан ЕГР — что это такое и зачем он нужен

Температура отработанных газов очень высокая, поэтому для надежной работы его изготавливают из прочной высоколегированной стали, выдерживающей температурные нагрузки до 2000 градусов Цельсия. Однако такая сталь не обладает достаточной прочностью, особенно при высоких температурах. Поэтому клапан ЕГР не обладает высоким ресурсом работы.

Принцип работы

Уменьшение концентрации оксида азота в отработанных газах двигателей внутреннего сгорания достигается путем искусственного понижения содержания кислорода во входной смеси. Это достигается с помощью клапана EGR, который перепускает часть отработанных газов, в которых кислород уже практически весь сгорел в процессе воспламенения рабочей смеси, во входной воздушный тракт.

Таким образом, концентрация кислорода во входном контуре уменьшается, сгорание воздушно-топливной смеси происходит при более низких температурах, токсичный оксид азота образуется с меньшей интенсивностью.

Конечно, при этом снижается коэффициент полезного действия двигателя, его мощность, но таковы суровые требования к экологичности эксплуатации автомобиля.

Если клапан ЕГР по каким-либо причинам не работает или целенаправленно заблокирован, блок управления двигателем (особенно выпуска после 2010 года) дает команду на ограничение подачи топливно-воздушной смеси, то есть искусственно «душит» двигатель.

Видео — о системе EGR:

Блокировка системы рециркуляции выхлопных газов делается в случаях:

• чрезмерного износа поршневой группы, наличия масла в выхлопных газах с целью предотвращения загрязнения свечей зажигания и провалов поджига;
• форсирования двигателя, чипования;
• заправки некачественным топливом, приводящим к преждевременному загрязнению клапана;
• нарушения алгоритма работы системы EGR.

Классификация систем рециркуляции выхлопных газов

В современных автомобилях применяются три вида реализации алгоритма EGR:

Электронная

Установлена на большинстве автомобилей после 2010 года выпуска. Контроль происходит от блока управления двигателем посредством импульсов, подаваемых на шаговый двигатель многоступенчатого устройства. Такой клапан работает не только в положениях «открыто-закрыто», но способен осуществлять частичное открытие рециркуляционного тракта, что увеличивает точность работы системы.

Пневматическая

Управление происходит вакуумным клапаном, который контролирует давление в системе впуска.

Электропневматическая

Такая система применяется, когда требуется управление несколькими клапанами.

Алгоритм управления клапаном (клапанами) ЕГР может быть организован на показаниях следующих датчиков:

• датчик давления выхлопных газов;
• датчик EGR; датчик температуры газов;
• датчик скорости автомобиля;
• датчик положения дроссельной заслонки;
• датчик дифференцированного давления на выходе и входе клапана EGR;
• расходомер; лямбда-зонд.

Не факт, что показания всех вышеперечисленных датчиков будут участвовать в процессе управления клапаном ЕГР. Каждый производитель самостоятельно разрабатывает алгоритм работы системы. Но во всех случаях он довольно сложный. В дизельных двигателях клапан ЕГР обычно срабатывает на открытие на холостых оборотах. Количество перепускаемой отработанной смеси может достигать 40 – 50 %. По мере прогрева двигателя он закрывается. В бензиновых двигателях клапан перекрывается при работе двигателя на холостых оборотах и, наоборот, при повышенной нагрузке. Коэффициент рециркуляции обычно составляет приблизительно 10%.

Причины неисправности

Основными причинами неисправности системы EGR являются:

приводящее к образованию чрезмерного нагара, способно вывести из строя клапан через 10000 – 20000 км пробега;

проблемы с установкой угла зажигания двигателя внутреннего сгорания;

износ маслосъемных колпачков, уменьшение компрессии, другие проблемы двигателя, связанные с наличием масла в выхлопных газах;

нарушение алгоритма обработки сигнала блоком управления двигателя;

повышенный уровень масла;

износ форсунок; естественный механический износ клапана, обычно наступающий после 60 – 80 тыс. км пробега авто.

Признаки неисправности клапана ЕГР

Основные признаки неисправной работы и отказа работоспособности следующие:

1. Засорение клапана может приводить к заклиниванию в процессе работы, а также увеличению времени срабатывания.
2. Заклинивание способствует уменьшению мощности двигателя, нестабильным холостым оборотам, «черному дыму» в дизельных двигателях. Несвоевременное закрытие клапана способствует более «жесткой» работе, повышенному расходу топлива.
3. Постоянно приоткрытый клапан ЕГР приводит к заметному уменьшению мощности и, как следствие, снижению его приемистости.

Выход клапана из строя приводит к комплексной неисправности системы EGR, о чем обычно свидетельствует индикатор «CHECK ENGINE» на приборной панели и возможные признаки:

• нестабильные холостые обороты;
• повышенная дымность;
• уменьшение / увеличение мощности;
• повышенная шумность работы двигателя;
• детонация.

В автомобилях с большим пробегом до 2000-го года выпуска отказ работы такого клапана может себя никак не проявлять, поэтому периодическими (лучше перед очередным осенним/зимним и весенним/летним сезонами), а также перед прохождением техосмотра рекомендуется:

• производить внешний осмотр электропроводки, разъемов, трубок, ведущих к клапану EGR;
• проверять («прозванивать») обмотку электроклапана ЕГР;
• выполнять компьютерную диагностику блока управления двигателя.

Видео — о признаках неисправности клапана ЕГР:

Компьютерная диагностика блока управления двигателем обычно контролирует следующие параметры системы EGR:

• коэффициент рециркуляции;
• коэффициент заполнения импульсов ШИМ (широтно-импульсной модуляции), если используется такой тип управления клапаном ЕГР;
• состояние включение / выключение клапана при обычном импульсном управлении.

Замена или чистка клапана EGR

Обычно он расположен в левой части моторного отсека либо на перегородке подкапотного пространства. Его можно легко найти по двум шлангам и электроразъему, подключаемому к клапану (в случае электроклапана).

Видео — как почистить клапан ЕГР на Honda Fit:

Его монтаж-демонтаж при замене или чистке обычно не вызывает технических проблем.

При этом необходимо выполнять следующие требования:

• наносить высокотемпературный герметик на резьбовое соединение термоклапана;
• использовать новую прокладку при установке; для предотвращения утечек соблюдать затяжные усилия резьбовых соединений (указываются в инструкциях по ремонту);
• проверять герметичность соединения вакуумных трубок, правильность подключения.

Его удаление (заглушка)

Многие автовладельцы (особенно автомобилей в возрасте) отключают систему EGR. Это происходит в случаях, когда:

• клапан ЕГР вышел из строя и автовладелец не хочет тратить лишние средства на его приобретение;
• поршневая группа сильно изношена, в выхлопные газы попадает прогоревшее масло, образуется сильный нагар, который в случае рециркуляции сильно загрязняет рабочий объем двигателя и свечи, увеличивает дымность;
• иногда удаление клапана ЕГР на время восстанавливает холостые обороты и приемистость «подгулявшего» двигателя.

Для автомобилей до 2000-го года выпуска при удалении клапана ЕГР достаточно произвести отключение его электрического разъема. В некоторых случаях при этом загорается «CHECK ENGINE», тогда лучше заглушить трубки, ведущие к клапану.

Это не внесет неисправность в электрооборудование автомобиля. В случае, когда в электроклапане вышла из строя управляющая обмотка можно параллельно клапану включить обычное реле или салонную лампочку накаливания для эмуляции, чтобы не загоралась ошибка двигателя.

Видео — стоит ли отключать (глушить) EGR:

При отключении системы EGR в автомобилях после 2005 года выпуска могут возникнуть большие проблемы, связанные с автоэлектрикой.

В основном, отключение системы ЕГР производится в процессе улучшения динамических характеристик двигателя, именуемом «чипование».

Что есть рециркуляция отработанных газов? Это подобно тому, что вы выдыхаемый воздух вновь будете запускать себе в легкие.

Да, конечно, уровень вредных выдыхаемых веществ будет меньше, но и дышать станет труднее и неприятнее.

Так рассуждают многие автомобилисты, и не безосновательно.

Видео — как правильно глушить клапан ЕГР на VAG:

Есть множество СТО, где оказывают услуги программного отключения EGR. Тогда можно не производить никаких механических и электрических изменений в системе управления двигателем. Достаточно только перепрошить программное обеспечение блока управления.

Видео — о EGR и сажевом фильтре:

Некоторые автолюбители, обладающие полупрофессиональными диагностическими устройствами, предпринимают попытки самостоятельного перепрограммирования для удаления EGR, пользуясь прошивками и программами, выложенными в интернете.

Это очень рискованно, лучше обратиться к профессионалам. В любом, случае, если нет необходимости выжать из автомобиля всю мощность, лучше оставить штатную систему рециркуляции отработанных газов в покое. С ней двигатель работает более мягко, изнашивается меньше, да и экология будет лучше.

Пусть лучше задыхается двигатель, чем мы!

Видео — плюсы и минусы система EGR:

Что такое клапан EGR, как он работает и как его проверить?

О клапанах EGR рассказано многое, но далеко не всё. Мы постарались рассказать о трех существующих типах клапанов EGR, об особенностях их устройства и диагностики.

Почти все владельцы автомобилей считают, что система EGR нужна для того, чтобы портить им жизнь и снижать ресурс двигателя. На самом деле это не так. Вкратце напомним о ее назначении.

Система EGR – exhaust gas recirculation – рециркуляция отработавших газов (РОГ) – служит для перенаправления отработавших газов обратно во впуск. Отработавшие газы не имеют в своем составе ни топлива, ни окислителя (кислорода), поэтому они не участвуют в горении. Т.е. в цилиндрах они, грубо говоря, просто занимают место. Зачем это нужно?

В первую очередь на дизельном двигателе, который способен работать на очень бедной топливо-воздушной смеси, отработавшие газы занимают место свежего воздуха. Меньше воздуха – значит в камере сгорания меньше кислорода, поэтому меньше очагов горения. Ведь кислород не только окисляет топливо, но и при больших температурах (порядка 1370 градусов) кислород взаимодействует с азотом с образованием вредных оксидов.

Кроме того, инертные отработавшие газы просто впитывают в себя избыточное тепло, тем самым снижается температура в камере сгорания.

Роль системы EGR на бензиновом двигателе такая же – снизить долю кислорода, снизить температуру в цилиндрах. Но бензиновый двигатель способен работать только на стехиометрической смеси, т.е. смеси, в которой количество кислорода ровно столько, сколько необходимо для полного окисления бензина. Поэтому объемы рециркуляции ОГ на бензине не такие большие, как на дизеле, где горение фактически регулируется подачей топлива, а объем кислорода не так важен.

Также система EGR способна на несколько процентов улучшить топливную экономичность бензинового двигателя, т.к. благодаря тому, что присутствие отработавших газов в цилиндрах позволяет снизить расход воздуха, а значит и расход топливо. Т.е. отработавшие газы позволяют готовить и сжигать чуть меньше стехиометрической топливовоздушной смеси.

На нашем YouTube-канале вы можете посмотреть обзор клапанов EGR.

Мифы про работу системы EGR

Часто можно слышать, что система EGR повторно направляет в цилиндры газы для «дожигания топлива». Это полная глупость.

В бензиновом двигателе никакое дополнительное топливо не сгорит в принципе, т.к. для этого нужно увеличивать и подачу кислорода. Никакая система управления бензиновым двигателем не учитывает эти порции мифического топлива, «перенаправленного для дожигания». Хотя, например, добавление паров топлива из адсорбера системы вентиляции бака ЭБУ учитывают.

В камерах сгорания дизельного двигателя если какое-то топливо и не сгорает, то оно мгновенно разлагается на углерод и оксиды в результате пиролиза. Пиролиз – это термическое разложение соединений на простейшие составляющие в отсутствии кислорода. Черный дым из выхлопной трубы дизеля – это не «несгоревшее топливо», а разложившееся топливо – в частности, сажа, углерод как таковой.

Типы клапана EGR по управлению

Любой клапан предназначен для регулирования потока чего-либо путем открытия, перекрытия или закрытия канала или трубопровода. Клапан EGR осуществляет регулирование потока отработавших газов во впускной тракт двигателя внутреннего сгорания. Механическая часть клапана EGR чаще всего представляет собой шток с игольчатым или тарельчатым клапаном, через который при открытии проходят отработавшие газы. Непосредственно за приведение в движение штока клапана EGR отвечают механизмы трех типов.

Вакуумный клапан EGR

Самые первые клапаны EGR имели пневматический или вакуумный привод. В этом случае шток приводится от диафрагмы, к которой прикладывается усилие от разряжения. Самые ранние варианты таких клапанов были самоуправляемыми. Разряжение во впускном коллекторе через трубки воздействовало на диафрагму, так могло учитываться давление газов в выпускном коллекторе. Самые ранние системы нередко имели возможность контроля или самодиагностики при помощи датчика дифференциального давления, реагирующего на поток отработавших газов. Позже некоторые производители начали устанавливать потенциометры на корпуса диафрагм таких клапанов.

На следующем этапе развитии системы EGR клапан перешел под управление электровакуумным клапаном (клапан N18 на VAG), который подчиняется блоку управления и поэтому работает по определенной программе. В электровакуумном клапане находится электромагнитная катушка, которая перемещает шток клапана, включенного в вакуумную линию.

Конструктивно клапан EGR с диафрагмой почти никогда не имеет обратной связи. Тем не менее, некоторые производители предусматривают способы контроля и диагностики работы системы рециркуляции. О том, поступают и ли отработавшие газы во впуск, блоку управления расскажет датчик абсолютного давления (ДАД) или датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), а также, на бензиновом двигателе, лямбда-зонд.

ДАД может зафиксировать несоответствие расчетного давления и фактического давления во впуске.

ДМРВ в свою очередь может зафиксировать несоответствие реального расхода воздуха заданному.

Таким образом, присутствие или отсутствие отработавших газов во впуске в любом случае отражается на давлении и расходе воздуха.

В целом, такая система управления клапаном EGR не отличается высокой точностью. Поэтому двигатели, соответствующие нормам Евро-3 и выше, получили более послушные клапаны EGR.

В большинстве случаев такие клапаны нуждаются только в чистке, разрушение диафрагмы происходят крайне редко. Также сбои и некорректная работа происходят из-за подклинивания штока в управляющем электровакуумном клапане.

Клапан EGR с шаговым электродвигателем

Следующий этап развития – клапан EGR с шаговым мотором. В шаговом электродвигателе ротор не вращается постоянно, а перемещается на определенный угол – шаг. Усилие ротора прикладывается к штоку через небольшой редуктор, с помощью которого поворот ротора превращается в поступательное движение штока. Таким образом по команде ЭБУ шаговый электродвигатель может очень точно перемещать шток клапана. Распознать клапан EGR с шаговым электромотором можно по присутствию 6-ти пинов в его разъеме – 2 плюса на обмотки и 4 минуса для управления шаговым двигателем.

Интересная особенность такого клапана EGR – это отсутствие обратной связи по его положению. При включении зажигания блок двигателя инициализирует этот клапан. Т.е. принудительно задает начальное положение и принимает его за точку отсчета. Далее при работе двигателя блок управления от этого положения отсчитывает шаги для открытия клапана EGR.

Но на практике в случае подклинивания клапана блок управления совершенно без проблем за нулевое положение может принять и открытое положение клапана. При этом, как правило, никаких ошибок по работе системы не появляется. Увидеть заклинившее положение клапана можно по последствиям такой неполадки: недостаточному разряжению во впуске или низкому расходу воздуха, по отрицательной коррекции топливной смеси.

Проверка клапана с шаговым электродвигателем

Как правило, питание на такой клапан подается по двум центральным проводам (пинам). Соответственно, на них должно быть напряжение при включении двигателя.

Обмотки шагового электродвигателя можно проверить по сопротивлению. Для этого сопротивление нужно мерить между центральным пином и соседними. В зависимости от производителя номинальное значение варьируется. Например, на клапанах EGR Mitsubishi это значение 20-24 Ома, на клапанах EGR Mazda – 12-16 Ом. Вообще сопротивление обмоток должно быть одинаковым.

Клапан EGR с электромотором и обратной связью

Самый совершенный и удобный привод клапана EGR – электромагнитом или электромотором при наличии датчика положения самого клапана. Непосредственно шток клапана приводится через редуктор.

Распознать такой клапан EGR можно по его электрическому разъему: в нем 5 пинов. 2 пина на питание электромотора/электромагнита, 2 пина на питание датчика, 1 пин на сигнал с датчика положения.

Питание электромотора приходит по двум проводам большего сечения. Расположение пинов в разъемах во многих случаях разное.

Капан EGR: что это

Автомобильная система EGR — Exhaust Gas Recirculation, штука очень не однозначная и достаточно капризная, особенно при весьма низком качестве топлива, которое встречается в наших краях, довольно-таки часто. Неоднозначность этой системы заключается в том, что ее предназначение, сугубо экологическое. Система обратной рециркуляции отработанных газов или ЕГР, призвана уменьшить количество окислов азота в автомобильном выхлопе. Что такое ЕГР, зачем она нужна и как выражаются ее неисправности, обо всем этом, мы сейчас и поговорим.

Для чего нужен клапан ЕГР

Начать следует с того, что система ЕГР устанавливается на большинство дизельных моторов и бензиновые, атмосферные агрегаты. Суть работы этой системы заключается в том, что в определенные моменты открывается клапан EGR и во впускной коллектор двигателя вбрасывается порция отработанных газов.

Схематичное изображение работы системы ЕГР.

Таким образом, снижается количество кислорода в топливной смеси, что в свою очередь снижает температуру ее горения. А при более низкой температуре горения, количество окислов азота в автомобильном выхлопе, уменьшается весьма значительно. Если же двигатель турбирован, то диапазон применения ЕГР значительно сужается, что делает ее установку не рациональной. В таких случаях, применяются иные решения, снижающие количество вредных составляющих автомобильного выхлопа.

Exhaust Gas Recirculation не работает на холостых оборотах, она не используется, когда двигатель холодный, а также клапан ЕГР закрывается, когда дроссельная заслонка максимально открыта.

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.

Видео о ЕГР

Читайте также: Что такое ДПДЗ и какие функции он выполняет.

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.

Неисправности системы EGR

Диагностика проблем с описываемой системой, задача не столь простая, как может показаться на первый взгляд. Беда в том, что нет ярко выраженных симптомов, характерных именно для неполадок EGR. Двигатель, вроде бы троит, вроде бы сбоит, а вроде и нет. И заподозрить именно систему рециркуляции отработанных газов, в такой не стабильности работы мотора, может только профессионал. Но перед тем, проверяются различные датчики, узлы и системы автомобиля. Собственно, какие здесь могут возникнуть проблемы:

• отложение на деталях клапана ЕГР, сажи и других элементов, приводящие к заклиниванию его, в каком-либо положении;
• прогорание клапана ЕГР;
• засорение самой магистрали ЕГР;
• нарушение электронных систем управления клапаном ЕГР;

Если клапан или магистраль, банально засорены, почистить их, в общем-то, не сложно, хотя в ряде случаев, такая чистка, попросту невозможна. Ну а если клапан прогорел, то придется его менять, а это, как уже говорилось, отнюдь не дешево.

Симптомы, характерные именно для проблем с клапаном ЕГР, фактически отсутствуют. Это к примеру, нестабильная работа двигателя, в режиме холостых оборотов, немотивированные провалы в мощности, отсутствие ярко выраженного ускорения при полном открытии дроссельной заслонки, и другие признаки нарушений в работе мотора.

Так или иначе, не спешите менять клапан EGR или глушить ее, если нет явных повреждений клапана и его деталей. Возможно проблема здесь не совсем в ЕГР, ибо эта система, тесно взаимосвязана с другими узлами и системами регулирования подачи воздуха и отведения отработанных газов.

Клапан EGR: необходимость или источник проблем?

С момента появления двигателя внутреннего сгорания, использующегося в качестве источника движущей силы для автомобиля, практически непрерывно ведутся работы по усовершенствованию конструкции данного типа силового агрегата и повышению эффективности его функционирования. Вместе с тем значительная часть усилий разработчиков тратится на уменьшение количества вредных выбросов, неизбежно образующихся и попадающих в атмосферу в результате сгорания в цилиндрах топливовоздушной смеси. Одним из путей снижения токсичности выхлопа моторов в настоящее время является так называемая рециркуляция отработавших газов, заключающаяся в повторном использовании этих самых газов путем их частичного перепуска из выпускного коллектора во впускной. Система получила название Exhaust Gas Recirculation, или сокращенно EGR. Ниже мы попробуем разобраться в том, каким образом она воздействует на состав продуктов сгорания топлива и почему владельцы машин зачастую стремятся ее отключить.

Назначение системы EGR

Ни для кого не секрет, что отработавшие газы, вырывающиеся из выхлопной трубы автомобиля, содержат целый букет вредных для окружающей среды и здоровья человека веществ. В число наиболее опасных соединений входят окислы азота в форматах NO (оксид азота) и NO₂ (диоксид азота). При определенной концентрации они способны негативно воздействовать на дыхательную систему, провоцируя возникновение ряда сердечных и легочных заболеваний.

Какова же природа появления NO_x в выхлопных газах? Дело в том, что воспламенение топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя происходит при большой температуре (более 1300 °С) и высоком давлении. Это как раз те условия, при которых азот и кислород способны соединиться, образуя оксид. Отрицательным моментом такой реакции является то, что изрядная доля кислорода, необходимого для сжигания топлива, не участвует в самом процессе горения. В результате снижается мощность двигателя и увеличивается расход горючего. Конечно, существуют способы воздействовать на температурный режим и давление в камерах сгорания путем обогащения топливовоздушной смеси или уменьшения степени сжатия, однако оба этих варианта не столь эффективны и к тому же приводят к росту содержания в выхлопе токсичного сероводорода (H₂S) и чрезвычайно опасного угарного газа (CO).

Выступающая в качестве альтернативы система рециркуляции, основным компонентом которой является клапан EGR, добавляет порцию отработавших газов к поступающему во впускной коллектор свежему воздуху. В результате доля кислорода в смеси уменьшается при том, что само соотношение воздух/топливо не изменяется. Обедненная кислородом смесь сгорает при более низкой температуре, исключающей образование большого количества оксидов азота. Подобный механизм разбавления не приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик двигателя и даже, напротив, способствует определенному улучшению показателей. Помимо сокращения доли NO_x система ЕГР уменьшает детонацию в бензиновых двигателях, а также снижает «жесткость» работы дизелей.

Конструкция и принцип работы клапана EGR

Функция EGR на автомобилях разных производителей может быть реализована по-разному. Современные модели, как правило, оснащаются системами с электронным управлением, в которых количество перепускаемых выхлопных газов и режим их подачи контролируются ЭБУ, ориентирующимся на показания нескольких датчиков. Число и состав этих датчиков могут отличаться. Наиболее часто система EGR опирается на информацию с датчика положения дроссельной заслонки (TPS), датчика абсолютного давления (MAP-сенсор), расходомера воздуха (MAF-сенсор), датчика температуры охлаждающей жидкости (THW), датчика температуры воздуха во впускном коллекторе (THA), собственных датчиков (например, датчика положения клапана EGR).

Системы рециркуляции выхлопных газов, контролируемые ЭБУ, можно условно разделить на электропневматические (использующие пневмоклапан) и цифровые (которые не используют вакуумный сигнал). Первый вариант нашел довольно широкое применение, обеспечивая простую и надежную схему работы EGR. В ее основе лежат два клапана: пневматический (отвечает непосредственно за открытие/закрытие канала для перепуска газов) и электромагнитный (управляет разряжением, подаваемым на пневмоклапан). Как только ЭБУ посчитает нужным отправить часть отработавших газов во впускной коллектор, он подает сигнал на электромагнитный клапан, который при открытии создает условия для создания разрежения в пневмоклапане. Сам пневматический клапан EGR обычно представляет собой подпружиненную диафрагму, воздействующую на шток запорного устройства. При возникновении над диафрагмой разрежения она преодолевает усилие пружины и открывает канал для прохода газов. Описанный алгоритм лишь в общих чертах демонстрирует работу одной из схем рециркуляции выхлопных газов. В каждом конкретном случае она может быть усложнена дополнительными компонентами.

Не вдаваясь в нюансы устройства и функционирования всех видов систем EGR, отметим распространенные особенности их работы. Так, рециркуляция не используется во время прогрева двигателя (при температуре

Всё о клапане EGR

Назначение и принцип действия

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. Повышенное содержание окислов азота в выбросах ДВС вызывается высокой температурой в камере сгорания. Катализатором реакции горения является кислород: чем больше кислорода – тем выше температура. А если подмешать к воздуху выхлопные газы, то содержание кислорода в нем уменьшится. В результате температура сгорания смеси и, соответственно, токсичность выхлопных газов понижаются.

Алгоритм работы EGR зависит от типа двигателя. В дизелях клапан открывается на холостом ходу и подает до 50% объема воздуха на впуске. С ростом оборотов клапан пропорционально закрывается до полного закрытия при максимальной нагрузке. При прогреве мотора клапан также полностью закрыт. В бензиновых двигателях EGR не включается на холодном двигателе, на холостом ходу и на оборотах максимального крутящего момента. При низкой и средней нагрузке система обеспечивает 5-10% подаваемого на впуск воздуха.

Читайте также  Блок управления дхо (дневными ходовыми огнями) своими руками по схеме

Стоит отметить, что EGR зачастую превращается в головную боль для наших автомобилистов. Система довольно капризна, при ее работе (особенно на отечественном топливе) клапан EGR, впускной коллектор и находящиеся в нем датчики покрываются нагаром, что приводит к нестабильной работе двигателя. Клапан EGR – деталь дорогостоящая, поэтому многие автовладельцы вместо его замены прибегают к глушению всей системы.

А почему EGR не устанавливается на бензиновые турбодвигатели? На атмосферных двигателях система работает практически только на средних оборотах. А на моторах с турбонаддувом рабочий диапазон еще меньше — и выходит, что цель не оправдывает средства. Поэтому производители применяют другие способы снижения выбросов NOx: жидкостное охлаждение наддувочного воздуха (что снижает температуру в камере сгорания) и бесступенчатую систему изменения фаз газораспределения (обеспечивающую внутреннюю рециркуляцию отработавших газов). При внутренней рециркуляции часть выхлопных газов попадает обратно в цилиндр в моменты перекрытия клапанов, когда одновременно открыты и впускной и выпускной клапаны. Технически перекрытие можно организовать и с помощью подбора формы кулачков распредвала, но в этом случае рециркуляция будет осуществляться на всех режимах работы двигателя. В системах же бесступенчатого регулирования перекрытие клапанов по команде блока управления происходит только в необходимых режимах.

Типы конструкций

Хотя принцип работы всех систем одинаков, их конструктивное исполнение отличается большим разнообразием. В любой системе EGR главной деталью является клапан. Отличия состоят в способе управления его работой и, соответственно, составе элементов. Впервые EGR появились на американских автомобилях еще в начале 70-х годов прошлого века. Они были пневмомеханическими, то есть управлялись только разряжением впускного коллектора. Как и любая механическая система, она не отличалась высокой точностью работы. С внедрением электронных систем управления двигателем EGR стали электропневматическими (Euro-2 и -3), а в дальнейшем появились и полностью электронные (Euro-4 и -5).

Клапан EGR может устанавливаться на впускном коллекторе, во всасывающем тракте, или непосредственно на блок дроссельных заслонок. Так как в дизельных двигателях система EGR перепускает большее количество отработанных газов, то и клапаны в таких системах имеют перепускное отверстие большего диаметра по сравнению с бензиновыми. В некоторых дизелях, особенно турбированных, давление на впуске может превышать давление на выпуске, что делает невозможным рециркуляцию выхлопных газов. В таких случаях для создания необходимого пониженного давления во впускной трубопровод устанавливаются регулирующие (вихревые) заслонки.

Вакуумные и цифровые клапаны EGR

В пневмомеханических системах клапан удерживается в закрытом состоянии пружиной. При подаче разрежения в вакуумную полость мембрана преодолевает сопротивление пружины и открывает клапан. Выхлопные газы по каналу проходят в задроссельную зону впускного коллектора. Патрубок клапана EGR подключается к впускному коллектору в области дроссельной заслонки. На холостых оборотах и при торможении дроссельная заслонка закрыта, разрежение над заслонкой практически отсутствует, клапан EGR закрыт. При средних нагрузках двигателя дроссельная заслонка приоткрыта, и так как под ней возникает разрежение, то клапан EGR открывается. При полной мощности дроссельная заслонка открыта, разрежение в области дроссельной заслонки слабое, клапан EGR будет закрыт.

Пневмомеханический EGR

Электропневматический EGR

EGR с DPFE датчиком

EGR с датчиком температуры выхлопных газов

EGR с датчиком положения клапана

EGR с МАР датчиком

В электропневматических системах работой клапана управляет контроллер двигателя на основании показаний датчиков. В зависимости от того, какой датчик является основным, различают четыре типа систем: