Что такое клапан рециркуляции

Что такое EGR и как его лечить? (ЕГР с электронным клапаном)

Разобраться с неисправностью, которая возникает по причине неправильной или нестабильной работы системы «EGR» – дело достаточно трудное, особенно для начинающего мастера-авторемонтника. Это, наверное, происходит от того, что все привыкли, в основном, к так называемым «обычным» неисправностям: «двигатель троит», «двигатель не заводится», «двигатель «трясется»» и так далее. Неисправность же системы EGR не относится к «обычным» неисправностям (если их так можно назвать), потому что она маскируется или под тот же «миссинг», или «подсос нештатного воздуха», или под что-то вообще непонятное.

Так что система EGR не «самое последнее звено», на которое надо бы обращать внимание.

Принцип работы системы основан на возвращении строго определенного количества отработавших газов обратно во впускной коллектор в строго определенное время. Далее, смешиваясь с воздухом и топливом выпускные газы поступают обратно в цилиндры двигателя вместе со свежей топливоздушной смесью. Это количество определяется блоком управления (ECU) по заложенной еще на заводе-изготовителе программе на основании показаний датчиков: Датчика температуры охлаждающей жидкости (THW); Датчика абсолютного давления (MAP-sensor) или датчика расходомер воздуха (MAF-sensor); Датчика положения дроссельной заслонки (TPS); Датчика температуры воздуха во впускном коллекторе (THA — не на всех моделях). Собственных датчиков системы EGR.

Количество и назначение датчиков может быть различным в зависимости от модели автомобиля, года выпуска и страны предназначения, то есть для какой страны выпущен данный автомобиль.

Вышесказанное не является догмой, потому что возможны различные варианты исполнения системы «EGR». Если на одних машинах системой «EGR» управляет, например, компьютер на основании показаний датчика температуры охлаждающей жидкости, некоторых других датчиков или сенсоров, то на других вся система управляется одним электромагнитным клапаном и вакуумом впускного коллектора (это так называемая классическая система).

Необходимо отметить, что система “EGR” работает не постоянно, а по специальной программе (если бы перепуск осуществлялся постоянно, то можете себе представить – какое соотношение воздуха и бензина поступало бы в цилиндры, не 14,7:1, а непонятно какое).

EGR — Exhaust Gas Recirculatiоn (Система рециркуляции отработавших газов)
Эта система предназначена для снижения образования оксидов азота, образуемых при работе двигателя. Образование этих веществ имеет место быть при очень высокой температуре. Для снижения температуры и, следовательно образования оксидов азота, небольшое количество выпускных газов возвращается обратно в двигатель.

Система EGR не используется на холостых оборотах. (прогретый двигатель)
Система EGR не используется на холодном двигателе.
Система EGR не используется при полностью открытой заслонке.

EGR система находится под управлением Electronic Concеntrated Control System (ECCS) и использует данные датчика положения коленвала (датчика Холла), датчика температуры двигателя и датчика положения дроссельной заслонки. ECU переводит эти данные в управляющие сигналы на электроклапан EGR, который непосредственно управляет открытием EGR клапана. Во время запуска холодного двигателя, на холостом ходу, когда обороты меньше 900 об/мин и при повышенных оборотах свыше 3200 об/мин, электроклапан EGR включен и система не работает. В остальных случаях электроклапан выключен и EGR работает.

Обстоятельства, при которых EGR клапан открыт:
-Температура охлаждающей жидкости 50 по Цельсию и выше.
-Педаль газа наполовину нажата.
-Давление выхлопных газов достаточно для закрытия EGR клапана.
Все параметры двигателя (зажигание, инжекторы) в норме
1. Провалы в ускорении при плавном наборе скорости, или небольшой провал при переходе с первой на вторую передачу. Слишком большой поток через систему EGR
2. Если присутствует рывок при плавном нажатии педали акселератора и нет резкого ускорения при «тапке в пол» то скорее всего слишком малый поток в системе EGR

Возможные причины чересчур большого потока через систему EGR
1. Ослабла калибровочная пружина клапана EGR. Замена клапана.
2. Поврежденный каталитический конвертор (забит продуктами горения) или выхлопная система. (Проверить выхлопную систему )
3. Холостые обороты слишком высокие. Настройка холостых оборотов.
4. EGR клапан неподходящего типа. Поставить клапан рекомендованного типа

Возможные причины слишком маленького потока в системе EGR

1. Неисправный клапан EGR.
2. Обратное давление слишком высоко. Пробой выхлопной системы, неправильная ликвидация катализатора.
3. Засорена управляющая трубка клапана EGR. продуть трубку.
4. Холостые обороты слишком низкие. (Настроить обороты согласно спецификации).

Проверка работоспособности Ниссане

1. Поместите палец под EGR клапан и нажмите снизу на диафрагму. Она должна перемещаться из открытого состояния в закрытое легко и без заеданий. В противном случае клапан нуждается в замене.

2. Запустите двигатель и дайте ему прогреться. Снова нажмите на диафрагму EGR клапана. Во время открывания клапана двигатель должен уменьшить обороты, должен появиться провал или двигатель заглохнет из-за обеднения смеси. Если этого не произошло, засорена трубка продуктами горения.

3. Если установлен BPT клапан и TVV клапан, отсоедините от них вакуумную магистраль и соедините напрямую EGR клапан. Дайте двигателю прогреться до рабочей температуры и попросите помощника слегка нажать на педаль газа и удерживать обороты двигателя в пределах 2000 — 2500 об/мин. Снимите трубку с вакуумным управляющим сигналом с клапана EGR и проверьте как диафрагма клапана плавно закрывается в соответствии с увеличением оборотов двигателя. Установите трубку с вакуумным сигналом обратно на клапан. Убедитесь, что диафрагма плавно поднялась в соответсвии с уменьшением оборотов двигателя.

4. Если диафрагма не перемещается, убедитесь, что вакуум достигает EGR клапана: на работающем двигателе при 2000 — 2500 об/мин. снимите трубку с вакуумным управляющим сигналом с клапана EGR и заткните ее конец пальцем. Если почувствуете разрежение воздуха, замените EGR клапан. Если в трубке нет разрежения, внимательно осмотрите всю вакуумную магистраль на предмет трещин, разрывов и закупорок. Также при наличии TVV клапан и клапана задержки проверьте их работоспособность.

Читать всем!
Данная информация написана для ознакомления с системой ЕГР.

Проверка ЕГР по вышеуказанной методике подходит автомобилям с идентичной системой управления ЕГР.

Источник

Как работает EGR и зачем там радиатор

Любое упоминание системы рециркуляции выхлопных газов (далее — EGR) в интернете собирает негативные отзывы автовладельцев. Кто-то считает, что EGR — лишняя трата денег и происки маркетологов, кто-то вспоминает про экологию, но как только система сломается — глушат её. Ведь и без EGR раньше как-то жили, а для машин в странах третьего мира её до сих пор не поставляют и ничего, машин всё равно много. Чтобы развеять сомнения, разберемся, как на самом деле работает система EGR, зачем её придумали и нужен ли там радиатор.

Независимо от типа двигателя, EGR сокращает выбросы оксида азота в атмосферу, позволяет немного экономить топливо и сохраняет двигатель.

Минутка химии. В момент сгорания топлива в двигателе образуется оксид азота — газ из объединенных кислорода и азота. Термин «оксид азота» обычно обозначается буквами NOx, потому что существует несколько видов таких соединений из-за многочисленных стадий окисления азота. Оксиды азота вредят органам дыхания и отрицательно влияют на атмосферу.

Считается, что причина появления EGR — забота об экологии и ограничение вредных выбросов. Во многих странах выбросы оксидов азота NOx жёстко регламентируются экологическими нормами EURO 3 – EURO 5.

Первая EGR появилась в 1930-м году, чтобы сокращать количество вредных выбросов. Только легковые автомобили и экология тут ни при чём — это были горнодобывающие машины. Они двигались под землёй и в буквальном смысле травили шахтёров. Выхлопной газ из мощного дизельного двигателя в чистом виде попадал в шахту — место, в котором нечем дышать и без дизеля.

Первый отчет об испытании системы опубликован в ноябре 1940 года Горным Бюро США — главным научно-исследовательский центром страны. Через 30 лет система EGR появились как система контроля NOx на дизельных двигателях грузовых и легковых автомобилей. В 1973 она появилась на некоторых двигателях Volkswagen, а позже — на грузовых двигателях Caterpillar.

Первые такие системы были пневмомеханическими — управлялись только давлением воздуха, выходящим из впускного коллектора. Они работали с низкой точностью, поэтому вскоре их заменили на электропневматические, а позже — на полностью электронные.

С 2010 года система научилась экономить топливо — в бензиновом двигателе рециркуляция газов помогает сократить расход на 3-4%. Это повышает общий ресурс двигателя, снижает максимальную температуру горения и повышает эффективность сгорания топлива. Работа дизельных двигателей становится более мягкой, уменьшается выброс сажи. Поэтому систему используют и для автомобилей, и для спецтехники, и для кораблей:

Сейчас ресурс системы EGR на легковом автомобиле — 70-100 тысяч километров. Со временем элементы системы покрываются нагаром даже на исправном двигателе. Некачественное топливо, нарушение в системе питания и общий износ увеличивают процесс загрязнения.

Из-за нагара и грязи, клапан системы залипает в одном положении. Появляются плавающие обороты на холостом ходу, хлопки из глушителя при наборе скорости, мощность двигателя падает.

Что происходит внутри EGR и зачем это нужно

Алгоритм работы системы в дизельном и бензиновом двигателе немного разный, но места установки системы одинаковы: впускной коллектор, всасывающий тракт или площадка на блоке дроссельных заслонок.

Воздух, который поступает в двигатель, содержит около 80% азота (N), 18% кислорода (О2) и 2% примесей. В камере сгорания в условиях высокого давления при температуре 1370 С° он смешивается с топливом и воспламеняется. В результате реакции азота, кислорода и топлива образуются вредные оксиды азотных газов (NOx).

Система EGR умеет добавлять часть отработавших газов снова во впускной коллектор. Сам выхлопной газ больше не будет участвовать в процессе сгорания, но заменит часть кислорода. Раз в камере будет меньше воздуха, на выходе будет меньше оксида азота (NOx). Кроме этого, введение охлажденного выхлопного газа помогает снизить температуру сгорания.

Современной системой EGR управляет электроника — за открытие клапана отвечает Блок управления двигателем. Когда двигатель работает на постоянных оборотах, образовывается большего всего оксидов азота. Резкое увеличение мощности в этом режиме вряд ли понадобится. Это подходящий момент, чтобы открыть клапан рециркуляции.

Для дизельных двигателей снижение температуры сгорания особенно важно, поэтому современные системы EGR отправляют в камеру сгорания больше половины отработавших газов. Чтобы охлаждать горячий выхлопной газ, в системе предусмотрены радиаторы или охладители. Ресурс систем ЕГР — от 70 до 100 тыс км. После — замена.

Зачем нужен радиатор и от чего зависит его размер

Если во впускной коллектор вернуть часть охлажденных отработавших газов, температура сгорания топливной смеси снизится. Чем ниже температура сгорания, тем меньше оксидов азота образуется. Именно для этого в системе EGR нужны радиаторы. Такое решение особенно актуально для дизельных двигателей, где до 50% отработавших газов подается на впуск. Если двигатель холодный и его нужно прогреть — контроллер системы EGR отправляет отработанный газ в камеру сгорания, минуя радиатор — за это отвечает перепускной клапан, который расположен на впускном отверстии.

Внешний вид самого радиатора EGR зависит от типа двигателя, его объема, нужного типа охлаждения и свободного пространства под капотом. Например, в 6,4-литровом двигателе Ford Powerstroke установлены два больших радиатора для охлаждения отработавших газов.

Как правило, такие системы — жидкостные, через один из контуров кулера проходит обычная охлаждающая жидкость. Каждый автопроизводитель выпускает свой радиатор: иногда это просто металлическая труба, иногда привычный нам прямоугольный каркас с ребристым наполнением. Поэтому найти нужную замену бывает довольно сложно.

Где искать замену радиатору и как подобрать нужный

Голландская компания NRF — крупный производитель систем охлаждения, которой изготавливает радиаторы для всех систем автомобилей. Для систем EGR мы производим около 8 000 типов радиаторов. Некоторые выпускаются для OEM-рынка, а некоторые — как запасные части. При этом мы постоянно следим за качеством продукции: проводим тщательный контроль, испытываем на стендах и аэротрубе.

Мы собираем полные модули EGR вместе с клапаном и отдельные охладители и сердечники теплообменника. Такой подход помогает нам покрывать практически все запросы автовладельцев — мы подберем нужный радиатор практически для любого автомобиля.

Источник

Система EGR. Принцип работы.

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.

EGR устанавливается и на бензиновые (кроме турбированных), и на дизельные двигатели. За счет избытка воздуха в дизеле образуется большее количество оксидов азота. Кроме улучшения экологических показателей (выброс NOx снижается до 50%), имеются еще некоторые «побочные» положительные последствия. В бензиновых моторах порция выхлопных газов, снижая разряжение во впускном коллекторе, уменьшает насосные потери, что способствует снижению расхода топлива на 2-3%. Работа при пониженной температуре в бензиновых двигателях снижает риск возникновения детонации, а работа дизельных моторов становится более мягкой. Выброс сажи у дизелей с системой EGR уменьшается на10%.

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.

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 систем рециркуляции выхлопных газов

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.

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.

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

• с датчиком противодавления выхлопных газов;
• с датчиком температуры выхлопных газов;
• с датчиком положения клапана EGR;
• с датчиком давления на впуске МАР (либо датчиком массового расхода воздуха МАF) вместе с датчиком кислорода (лямбда — зондом).

Кроме того, используются и другие датчики системы управления двигателем, например: датчик положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости и др. На разных двигателях состав датчиков может меняться. ЭБУ в нужные моменты подает управляющие сигналы на электроклапан, который подключает или отключает источник разрежения к пневмоклапану EGR, Электроклапан имеет только два положения: открыт и закрыт. В более совершенных системах используется электропневматический преобразователь, который обеспечивает плавное регулирование степени рециркуляции. Для создания разряжения в некоторых конструкциях EGR может использоваться вакуумный насос.

В электронных системах EGR управление клапаном осуществляет непосредственно блок управления двигателем без использования вакуума. Существует две основные конструкции цифровых клапанов EGR: с тремя или двумя разновеликими отверстиями. Отверстия закрываются соленоидами в разных комбинациях. При трех отверстиях можно получить 7 различных уровней рециркуляции, при двух отверстиях – три уровня. Еще более совершенным является клапан, степень открытия которого определяет ЭБУ через шаговый электродвигатель. Таким образом, получается плавное регулирование потока выхлопных газов.

На некоторых двигателях в системе EGR применяется дополнительное охлаждение газов. Для этого клапан рециркуляции включается в штатную систему охлаждения. Такая мера позволяет еще больше снизить выброс оксидов азота.

🔎 Неисправности и обслуживание системы EGR

Со временем детали системы EGR даже в исправном двигателе покрываются нагаром. Больше подвержены этому явлению дизеля из-за содержащейся в их «выхлопе» сажи. Частые поездки на короткие расстояния ускоряют процесс загрязнения. А в неисправном двигателе он усиливается многократно. Причинами могут быть применение некачественного топлива, нарушения в работе системы питания, общий износ двигателя, повышенное содержание масла во впускном тракте. Излишек масла появляется при неисправностях системы вентиляции картера, изношенных маслосъемных колпачках или направляющих клапанов, неисправностях турбокомпрессора (износ подшипников, забитая маслосливная магистраль), завышенном уровне масла или применении масла, несоответствующего двигателю.

От отложений нагара в первую очередь страдает клапан EGR. Нагар мешает клапану плотно закрываться, нарушает подвижность штока. В конечном итоге клапан в каком-то положении заклинивает, что приводит к нарушениям в работе двигателя. Проявляются эти нарушения по-разному, в зависимости от того, в каком положении «завис» клапан. Кроме того, последствия заклинивания клапана разнятся в зависимости от типа двигателя и особенностей конструкции самой системы EGR. Чаще всего неисправности системы EGR приводят к неравномерному холостому ходу (плаванье оборотов, заниженные или завышенные обороты) и двигатель часто глохнет. Также могут наблюдаться рывки и хлопки в глушителе при разгоне и дергания и хлопки на впуске при сбросе оборотов, падение мощности, затрудненный запуск. На бензиновых моторах появляется детонация и пропуски воспламенения, а работа дизелей становится «жесткой». На турбодизельных моторах незакрывающийся клапан EGR снижает производительность турбины. На некоторых автомобилях блок управления при нарушениях в работе системы EGR переводит двигатель в аварийный режим.

Иногда клапан EGR под воздействием высоких температур прогорает, что равносильно его заклиниванию в открытом состоянии. Причинами прогара могут быть неправильная работа системы управления клапаном, высокое противодавление выхлопных газов, неисправный перепускной клапан турбокомпрессора. Иногда к таким последствиям приводит тюнинг двигателя с целью поднятия давления наддува.

Необходимо отметить, что все вышеописанные неприятности характерны для пневмоклапанов, управляемых разряжением. Электрические же клапана гораздо меньше подвержены закоксовыванию. Парадоксально, но их ресурс ниже, чем у пневмоклапанов из-за механического износа подвижных деталей. Увеличившиеся зазоры забиваются сажей, причем очистке клапан не поддается, необходима только замена.

Однако не во всех проблемах, связанных с пневмо — EGR, повинен клапан. Иногда виноваты детали вакуумной системы или управляющие элементы. Поэтому не стоит торопиться демонтировать клапан, вначале нужно проверить, подается ли на него разряжение. На большинстве автомобилей вакуумом управляются не только клапан EGR, но и, например, клапан регулирования давления турбокомпрессора, заслонки во впускном коллекторе, заслонки климатической установки, усилитель тормозов и т.д. (все зависит от конкретной модели). Повреждение любой вакуумной трубки или заедание клапана, подсос воздуха во впускном коллекторе скажется на работе EGR. К нарушениям может приводить и неисправный управляющий электроклапан, подающий разрежение на пневмоклапан, и неисправный датчик, входящий в систему управления EGR.

Ресурс различных систем EGR составляет от 70 до 100 тысяч километров (в отечественных условиях около 50 тысяч). После этого ее компоненты подлежат замене. Это в идеале. Однако желающих платить немалые деньги находится немного. Несложное и своевременное обслуживание системы поможет продлить ей жизнь. В пневмоклапане EGR необходимо периодически очищать седло и шток от нагара с помощью жидкости для очистки карбюратора. Делать это нужно осторожно, чтобы жидкость, агрессивная к резине, при попадании на диафрагму клапана не повредила ее. В системах с управляющим электроклапаном в нем, как правило, имеется фильтр, защищающий вакуумную систему от загрязнения. Его необходимо очищать.

Когда EGR начинает давать сбои, многие автовладельцы предпочитают заглушить ее. Как правило, это делается с помощью вырезанной из тонкой жести прокладки, устанавливаемой под клапан. Среди специалистов мнения о глушении системы расходятся. Одни считают его совершенно безвредным, а некоторые даже полезным. Вторые же полагают, что в результате повышается температура в камере сгорания, а это увеличивает риск появления трещин в головке блока цилиндров.

Простое механическое глушение клапана и удаление вихревых заслонок (там, где они есть) не всегда приводит к желаемым результатам. На турбодизелях возможны проблемы с регулированием давления наддува и повышенным износом турбины. На современных двигателях клапан EGR необходимо «удалять» и программно – перепрошивкой блока управления. В противном случае контроллер будет постоянно выдавать ошибку или даже переводить двигатель в аварийный режим.

Источник