Sistema de recirculación de gases de escape

Coas esixencias crecentes das normas ambientais, aos vehículos modernos engádense gradualmente sistemas adicionais que cambian os modos de funcionamento do motor de combustión interna, axustan a composición da mestura aire-combustible, neutralizan os compostos de hidrocarburos contidos no escape, etc.

Estes dispositivos inclúen convertedor catalítico, adsorbeiro, AdBlue e outros sistemas. Xa falamos deles detalladamente. Agora centrarémonos nun sistema máis, que todo motorista debe controlar a capacidade de servizo. Trátase da recirculación dos gases de escape. Imos considerar como ten o debuxo do sistema, como funciona, que tipos hai e tamén que vantaxes ten.

Que é un sistema de recirculación do gas do coche

Na literatura técnica e na descrición do vehículo, este sistema chámase EGR. A descodificación desta abreviatura do inglés significa literalmente "recirculación de gases de escape". De feito, se non entras nos detalles das distintas modificacións dos sistemas, trátase dunha válvula de recirculación instalada no tubo que conecta os colectores de admisión e escape.

Este sistema está instalado en todos os motores modernos equipados cunha unidade de control electrónico. A electrónica permítelle axustar con maior precisión varios mecanismos e procesos na unidade de potencia, así como en sistemas cuxo traballo está estreitamente relacionado co funcionamento do motor de combustión interna.

Nun momento determinado, a tapa EGR ábrese lixeiramente, debido a que o escape entra parcialmente no sistema de admisión do motor (para obter máis información sobre o dispositivo e o principio do seu funcionamento, lea noutra revisión). Como resultado, a corrente de aire fresco mestúrase parcialmente cos gases de escape. A este respecto, xorde a pregunta: por que precisa gases de escape no sistema de admisión, se se precisa unha cantidade suficiente de osíxeno para o funcionamento eficiente do motor? Se hai certa cantidade de osíxeno non queimado nos gases de escape, a sonda lambda pode mostrar isto (descríbese en detalle aquí). Intentemos tratar esta aparente contradición.

Finalidade do sistema de recirculación de gases de escape

Non é ningún segredo para ninguén que cando o combustible e o aire comprimidos no cilindro arden, non só se libera enerxía decente. Este proceso vai acompañado da liberación dunha gran cantidade de substancias tóxicas. Os máis perigosos son os óxidos nitroxenados. Parcialmente son combatidos por un convertedor catalítico, que se instala no sistema de escape dun automóbil (en que elementos consiste este sistema e como funciona, lea separado).

Outra posibilidade de reducir o contido destas substancias no escape é cambiar a composición da mestura aire-combustible. Por exemplo, a unidade de control electrónico aumenta ou diminúe a cantidade de combustible inxectado na porción fresca de aire. Isto chámase empobrecemento / enriquecemento de MTC.

Por outra banda, canto máis osíxeno entra no cilindro, maior será a temperatura de combustión da mestura aire / combustible. Durante este proceso, o nitróxeno libérase da combinación da descomposición térmica de gasolina ou gasóleo e altas temperaturas. Este elemento químico entra nunha reacción oxidativa co osíxeno, que non tivo tempo de arder. Ademais, a taxa de formación destes óxidos está directamente relacionada coa temperatura do medio de traballo.

O propósito do sistema de recirculación é precisamente reducir a cantidade de osíxeno na porción fresca de aire. Debido á presenza dunha pequena cantidade de gases de escape na composición do VTS, proporciónase un lixeiro arrefriamento do proceso de combustión nos cilindros. Neste caso, a enerxía do proceso en si non cambia, xa que o mesmo volume segue entrando no cilindro, que contén a cantidade de osíxeno necesaria para acender o combustible.

O fluxo de gas considérase convencionalmente inerte, xa que é produto da combustión de HTS. Por esta razón, por si só, xa non é capaz de queimar. Se se mestura unha certa cantidade de gases de escape nunha porción nova da mestura aire-combustible, a temperatura de combustión diminuirá lixeiramente. Debido a isto, o proceso de oxidación do nitróxeno será menos activo. É certo, a recirculación reduce lixeiramente a potencia da unidade de potencia, pero o coche mantén o seu dinamismo. Esta desvantaxe é tan insignificante que é case imposible notar a diferenza no transporte ordinario. A razón é que este proceso non se produce nos modos de potencia do motor de combustión interna cando a súa velocidade aumenta. Só funciona a rpm baixa e media (en unidades de gasolina) ou ralentí e baixa (no caso dos motores diésel).

Así, o propósito do sistema EGR é reducir a toxicidade do escape. Grazas a isto, o coche ten máis posibilidades de encaixar no marco das normas ambientais. Úsase en calquera motor moderno de combustión interna, independentemente de que sexa gasolina ou diésel. A única advertencia é que o sistema non é compatible con algunhas unidades equipadas con turbocompresores.

Principios xerais de funcionamento do sistema de recirculación de gases de escape

Aínda que hoxe hai varios tipos de sistemas nos que se realiza a conexión do colector de escape á entrada a través dunha válvula pneumática, teñen un principio común de funcionamento.

A válvula non sempre se abre. Cando un motor frío arranca, funciona ao ralentí e tamén cando alcanza a velocidade máxima do cigüeñal, o acelerador debe permanecer pechado. Noutros modos, o sistema funcionará e a cámara de combustión de cada grupo cilindro-pistón recibirá unha pequena cantidade de produtos de combustión.

Se o dispositivo funcionará ao ralentí do motor ou no proceso de alcanzar a súa temperatura de funcionamento (sobre o que debería ser, lea aquí), a unidade quedará inestable. A eficiencia máxima da válvula EGR só se consegue cando o motor está a funcionar preto das rpm medias. Noutros modos, a concentración de óxidos de nitróxeno é moito menor.

Cando o motor se está quentando, a temperatura de combustión nas cámaras non é tan elevada que se forma unha gran cantidade de óxidos nitrosos e non é necesaria unha pequena cantidade de escape para volver aos cilindros. O mesmo ocorre a velocidades baixas. Cando o motor alcanza a velocidade máxima, debería desenvolver a máxima potencia. Se se activa a válvula, só interferirá, polo tanto, neste modo, o sistema estará nun estado inactivo.

Independentemente do tipo de sistemas, o elemento fundamental neles é unha solapa que bloquea o acceso dos gases de escape ao sistema de admisión. Dado que a alta temperatura do fluxo de gas ocupa máis volume que o análogo arrefriado, é preciso arrefriar o gas de escape para que a eficiencia de combustión do HTS non diminúa. Para iso, hai un refrixerador ou intercooler adicional asociado ao sistema de refrixeración do motor. O circuíto de cada modelo de coche pode ser diferente, pero terá un radiador que estabiliza o proceso de mantemento da temperatura óptima para o dispositivo.

En canto aos motores diésel, a chave neles está aberta en XX. O baleiro no sistema de admisión atrae o gas de escape cara aos cilindros. Neste modo, o motor recibe aproximadamente o 50 por cento dos gases de escape (en relación co aire fresco). A medida que aumenta a velocidade, o actuador do amortiguador lévao gradualmente á posición pechada. Isto funciona basicamente co diésel.

Se falamos dunha unidade de gasolina, entón unha alta concentración de gases de escape no tracto de admisión está chea de mal funcionamento do motor de combustión interna. Polo tanto, neste caso, o funcionamento do sistema é lixeiramente diferente. A válvula ábrese cando o motor alcanza a velocidade media. Ademais, o contido de escape nunha nova porción de BTC non debe exceder o 10 por cento.

O controlador aprende sobre a rexeneración incorrecta mediante o sinal Check Engine no panel de control. Aquí están as principais avarías que pode ter un sistema deste tipo:

• O sensor de apertura da solapa rompeuse. Normalmente, agás unha dosificación incorrecta e unha bombilla que se ilumina no ordenado, non pasa nada crítico.
• Danos na válvula ou no seu sensor. A principal razón deste mal funcionamento é o contacto constante cos gases quentes que saen do motor. Dependendo do tipo de sistema, a degradación deste elemento pode ir acompañada de esgotamento ou viceversa enriquecemento do MTC. Se os motores utilizan un sistema combinado equipado con sensores como MAF e MAP, entón ao ralentí a mestura enriquécese excesivamente e a unha velocidade elevada do cigüeñal, o BTC é dramáticamente máis delgado.

Cando falla o sistema, a gasolina ou o gasóleo arden mal, debido a que se producen disfuncións que se acompañan, por exemplo, a vida útil do catalizador redúcese drasticamente. Así se ve na práctica o comportamento do motor cun mecanismo defectuoso de retorno de gases de escape.

Para estabilizar o ralentí, a unidade de control axusta o funcionamento do sistema de combustible e o acendido (se é unha unidade de gasolina). Non obstante, non pode facer fronte a esta tarefa no modo transitorio, xa que a apertura do acelerador aumenta moito o baleiro e a presión de escape aumenta bruscamente, debido a que máis gases de escape flúen polo amortecedor aberto.

Como resultado, o motor non recibe a cantidade de osíxeno necesaria para a combustión completa do combustible. Dependendo do grao de avaría, o coche pode sacudirse, pode observarse inestabilidade ou ausencia completa de XX, o motor de combustión interna pode arrancar mal, etc.

A lubricación de néboa está presente no colector de admisión da unidade. Co seu contacto constante cos gases de escape quentes, as superficies internas do colector, as válvulas, a superficie exterior dos inxectores e as bujías cubriranse rapidamente con depósitos de carbono. Nalgúns casos, pode acenderse o combustible antes de que o BTC entre no cilindro (se preme fortemente o pedal do acelerador).

En canto á velocidade de ralentí inestable, en caso de fallo da válvula Ugr, pode desaparecer por completo ou pode chegar a límites críticos. Se o coche está equipado cunha transmisión automática, o motorista no segundo caso pronto terá que gastar cartos na reparación da transmisión automática. Dado que cada fabricante implementa o proceso de recirculación dos gases de escape ao seu xeito, o mal funcionamento deste sistema ten carácter individual. Ademais, as consecuencias disto están directamente influenciadas polo estado técnico da unidade de potencia, o sistema de ignición e o sistema de combustible.

Desactivar o sistema fará que o motor diésel funcione máis ao ralentí. Un motor de gasolina experimentará un consumo ineficiente de combustible. Nalgúns casos, o catalizador atasca máis rápido debido á gran cantidade de hollín que aparece como consecuencia do uso dunha mestura incorrecta de aire e combustible. A razón é que a electrónica dun coche moderno está deseñada para este sistema. Para evitar que a unidade de control faga unha emenda para a recirculación, cómpre reescribila, como ocorre coa sintonización de chip (lea sobre este procedemento aquí).

Tipos de sistemas de recirculación

Nun coche moderno, pódese instalar un dos tres tipos de sistemas EGR na unidade de potencia:

1. De acordo coa norma ecolóxica Euro4. Trátase dun sistema de alta presión. A solapa está situada directamente entre os colectores de admisión e escape. Á saída do motor, o mecanismo sitúase diante da turbina. Neste caso, úsase unha válvula electro-pneumática (anteriormente, empregábase un análogo pneumo-mecánico). A acción deste esquema é a seguinte. Acelerador pechado: o motor está a ralentí. O baleiro no tracto de admisión é pequeno, polo que a solapa está pechada. Ao premer o acelerador, aumenta o baleiro na cavidade. Como resultado, créase contrapresión no sistema de admisión, debido a que a válvula ábrese completamente. Unha certa cantidade de gas de escape devólvese aos cilindros. Neste caso, a turbina non funcionará, xa que a presión dos gases de escape é baixa e non poden facer xirar o impulsor. As válvulas pneumáticas non se pechan despois de abrir ata que a velocidade do motor baixa ao valor adecuado. Nos sistemas máis modernos, o deseño de recirculación inclúe válvulas e sensores adicionais que axustan o proceso de acordo cos modos do motor.
2. De acordo coa norma ecolóxica Euro5. Este sistema ten baixa presión. Neste caso, o deseño está lixeiramente modificado. O amortecedor está situado na zona detrás do filtro de partículas (por que é necesario e como funciona, lea aquí) no sistema de escape e na entrada - diante do turbocompresor. A vantaxe de tal modificación é que os gases de escape teñen tempo para arrefriarse lixeiramente e, debido ao seu paso polo filtro, quedan libres de hollín e outros compoñentes, debido a que o dispositivo do sistema anterior ten unha vida útil máis curta. Esta disposición proporciona o retorno de gases de escape tamén en modo de turbocompresión, xa que o escape pasa completamente polo impulsor da turbina e xírao. Grazas a este dispositivo, o sistema non reduce a potencia do motor (como din algúns motoristas, non "sufoca" o motor). En moitos modelos de automóbiles modernos, o filtro de partículas e o catalizador rexenéranse. Debido ao feito de que a válvula e o seu sensor están situados máis lonxe da unidade cargada térmicamente do automóbil, moitas veces non fallan despois de varios destes procedementos. Durante a rexeneración, a válvula pecharase xa que o motor require combustible adicional e máis osíxeno para elevar temporalmente a temperatura no DPF e queimar o hollín que contén.
3. De acordo coa norma ecolóxica Euro6. Este é un sistema combinado. O seu deseño consiste en elementos que forman parte dos dispositivos descritos anteriormente. Dado que cada un destes sistemas funciona só no seu propio modo, os sistemas de admisión e escape do motor de combustión interna están equipados con válvulas de ambos tipos de mecanismos de recirculación. Cando a presión no colector de admisión é baixa, actívase un escenario típico do indicador Euro5 (baixa presión) e, cando aumenta a carga, actívase o escenario, que se usa en automóbiles que cumpren co Euro4 (alta presión) eco estándar.

Así funcionan os sistemas que pertencen ao tipo de recirculación externa (o proceso ten lugar fóra da unidade de potencia). Ademais, hai un tipo que proporciona un subministro interno de gases de escape. É capaz de eliminar parte do escape como se estivese entrando no colector de admisión. Só este proceso se asegura arrancando lixeiramente os eixes de levas. Para iso, tamén se instala un cambio de fase no mecanismo de distribución de gas. Este elemento, nun determinado modo de funcionamento do motor de combustión interna, cambia lixeiramente a sincronización da válvula (que é e que valor teñen para o motor, descríbese separado).

Neste caso, as dúas válvulas do cilindro ábrense nun momento determinado. A concentración de gases de escape na porción BTC fresca depende do tempo que estas válvulas estean abertas. Durante este procedemento, a entrada ábrese antes de que o pistón alcance o punto morto superior e a saída péchase xusto antes do TDC do pistón. Debido a este curto período, unha pequena cantidade de escape flúe ao sistema de admisión e despois é aspirada ao cilindro mentres o pistón avanza cara a BDC.

A vantaxe desta modificación é unha distribución máis uniforme de gases de escape nos cilindros, así como a velocidade do sistema é moito maior que no caso da recirculación externa.

Os modernos sistemas de recirculación inclúen un radiador adicional, cuxo intercambiador de calor permite que os gases de escape sexan arrefriados rapidamente antes de entrar no tracto de admisión. É imposible especificar a configuración exacta de tal sistema, xa que os fabricantes de automóbiles implementan este proceso segundo diferentes esquemas e poden haber elementos de control adicionais no dispositivo.

Válvulas de recirculación de gases

Por separado, cómpre mencionar as variedades de válvulas EGR. Diferéncianse entre si na forma de gobernarse. Segundo esta clasificación, todos os mecanismos divídense en:

• Válvulas pneumáticas. Este tipo de dispositivos rara vez se usa. Teñen un principio de funcionamento ao baleiro. A solapa ábrese polo baleiro xerado no tracto de admisión.
• Electro-pneumático. Unha electroválvula controlada por unha ECU está conectada á válvula pneumática nun sistema deste tipo. A electrónica do sistema integrado analiza os modos do motor e, en consecuencia, axusta o funcionamento do amortecedor. A unidade de control electrónico recibe sinais de sensores de temperatura e presión do aire, temperatura do refrixerante, etc. e, dependendo dos datos recibidos, activa a unidade eléctrica do dispositivo. A peculiaridade destas válvulas é que o amortiguador neles está aberto ou pechado. O baleiro no sistema de admisión pódese crear cunha bomba de baleiro adicional.
• Electrónica. Este é o desenvolvemento máis recente de mecanismos. As electroválvulas funcionan directamente a partir dos sinais da ECU. A vantaxe desta modificación é o seu bo funcionamento. Conséguese a través de tres posicións de amortiguador. Isto permite ao sistema axustar automaticamente a dose de gases de escape de acordo co modo de motor de combustión interna. O sistema non usa baleiro no tracto de admisión para controlar a válvula.

Beneficios do sistema de recirculación

Ao contrario da crenza popular de que o sistema de respeto ao medio ambiente dun vehículo non é beneficioso para o grupo motriz, a recirculación dos gases de escape ten algúns beneficios. É posible que alguén non entenda por que instalar un sistema que reduce a potencia do motor de combustión interna, se se poden usar neutralizadores adicionais (pero neste caso, o sistema de escape literalmente será "dourado", xa que os metais preciosos úsanse para neutralizar substancias tóxicas) . Por esta razón, os propietarios destas máquinas ás veces están configurados para desactivar o sistema. A pesar das aparentes desvantaxes, a recirculación dos gases de escape é incluso algo beneficiosa para a unidade de potencia.

Aquí tes algúns motivos para este proceso:

1. Nun motor de gasolina, debido ao baixo número de octanos (sobre o que é e que papel afecta este parámetro no motor de combustión interna, lea separado) a miúdo prodúcese a detonación de combustible. A presenza deste mal funcionamento será indicada polo sensor do mesmo nome, que se describe detalladamente aquí... A presenza dun sistema de recirculación elimina este efecto negativo. A pesar da aparente contradición, a presenza dunha válvula egr, pola contra, fai posible aumentar a potencia da unidade, por exemplo, se establece un tempo de ignición diferente para unha ignición anterior.
2. O seguinte plus tamén se aplica aos motores de gasolina. No acelerador destes ICE, a miúdo hai unha gran caída de presión, debido a que hai unha pequena perda de enerxía. A operación de recirculación permite reducir tamén este efecto.
3. En canto aos motores diésel, no modo XX, o sistema proporciona un funcionamento máis suave do motor de combustión interna.
4. Se o coche pasa por control ambiental (por exemplo, cando se cruza a fronteira cos países da UE, este procedemento é obrigatorio), entón a presenza de reciclaxe aumenta as posibilidades de pasar este control e obter un pase.

Na maioría dos modelos de automóbiles, o sistema de recirculación non é tan sinxelo de apagar e, para que o motor funcione de xeito estable sen el, haberá que facer axustes adicionais da unidade de control electrónico. A instalación doutro software evitará que a ECU responda á falta de sinais dos sensores EGR. Pero non hai programas de fábrica, polo que, cambiando a configuración electrónica, o propietario do coche actúa baixo o seu propio risco e risco.

En conclusión, ofrecemos un pequeno vídeo animado sobre como funciona a recirculación no motor:

Unha explicación sinxela da recirculación de gases de escape (EGR)

Preguntas e respostas:

Como comprobar a válvula EGR? Os contactos da válvula están energizados. Debería escoitarse un clic. Outros procedementos dependen do lugar de instalación. Basicamente, é necesario presionar lixeiramente a membrana de baleiro mentres o motor está a funcionar.

Para que serve unha válvula EGR? Este é un elemento necesario para reducir o contido de substancias nocivas no escape (algúns gases están dirixidos ao colector de admisión) e para aumentar o rendemento da unidade.

Onde está a válvula EGR? Depende do deseño do motor. Debe buscalo na zona do colector de admisión (no propio colector ou na canalización que conecta a admisión co motor).

Como funciona unha válvula de escape? Cando se abre máis o acelerador, debido á diferenza de presión nos colectores de admisión e de escape, parte do gas de escape é aspirado ao sistema de admisión do motor de combustión interna a través da válvula EGR.