Рис. Delphi
Электромагнитный клапан EGR
Система рециркуляции выхлопных газов (EGR) использует клапан для выпуска некоторых выхлопных газов во впускной канал двигателя, что улучшает процесс сгорания, но также является источником технических проблем.
Основным преимуществом рециркуляции отработавших газов является снижение содержания кислорода в топливовоздушной смеси, сжигаемой в цилиндрах. Кислород, конечно, в нем незаменим, потому что сгорание - это в химическом смысле окисление углеводородов, поступающих в топливо, но его избыточное количество вызывает повышение температуры газов, участвующих в этом процессе.
В этих условиях не только углерод и водород объединяются с кислородом, но и азот, содержащийся в всасываемом воздухе, благодаря чему образуются и выбрасываются в атмосферу очень вредные оксиды азота NOx. Чем выше температура горения, тем больше образуется оксидов, а значит - все меньше и меньше кислорода реагирует с компонентами топлива. В этом парадоксе избыток кислорода становится причиной его дефицита или неполного использования химической энергии, имеющейся в бензине или дизельном масле. Кроме того, продукты этого неполного сгорания выделяют в атмосферу токсичные вещества, такие как углеводороды (несгоревшие) и угарный газ (СО).
Преимущества системы EGR
Это решение позволяет возвращать некоторые выхлопные газы, в которых содержание кислорода незначительно, во впускной коллектор и смешивать их со свежим воздухом. Таким образом, температура горения снижается, меньше кислорода реагирует с азотом и больше соединяется с углеродом и водородом. Кроме того, более низкая температура предотвращает так называемые детонационное сгорание (детонация), которое в двигателях с искровым зажиганием позволяет увеличить полученный крутящий момент за счет фазового ускорения искрения между электродами свечи зажигания, а в двигателях с самовоспламенением уменьшает детонацию на холостом ходу, поскольку с температурой уменьшается давление сгорания.
Схема рециркуляции отработавших газов
Дополнительным преимуществом, возникающим в результате использования системы EGR, является, в случае бензиновых двигателей, уменьшение перепада давления, существующего на обеих сторонах дросселя, что положительно влияет на точность впрыска впрыскиваемого топлива.
Характеристики рециркуляции отработавших газов в двигателях ZI и ZS
В бензиновых двигателях клапан рециркуляции отработавших газов закрыт на холостом ходу и на полном газу. При низких и средних нагрузках он дозирует выхлопную систему в пропорции от 5 до 10 процентов объема всасываемого воздуха.
В дизельных двигателях клапан EGR открывается на холостом ходу и может затем подавать отработанный газ в количестве до 50% от объема всасываемого воздуха. По мере увеличения нагрузки двигателя примесь выхлопных газов последовательно уменьшается до тех пор, пока клапан полностью не закроется. Рециркуляция также отключается во время прогрева двигателя и его работы при очень низких атмосферных давлениях (например, при движении в высоких горах).
Для управления системами рециркуляции отработавших газов обычно используются системы с замкнутым контуром, то есть работающие на основе различных типов обратной связи. Более новые конструкции могут иметь электронное управление и оснащаться датчиками положения клапана, передавая сигналы на электронные контроллеры или электропневматически. В последнем случае обратная связь получается путем мониторинга:
- масса протекающего воздуха;
- абсолютное давление во впускном коллекторе;
- температура воздуха на входе.
Система рециркуляции отработавших газов с пневматическим управлением
Неисправность клапана рециркуляции отработавших газов
Наиболее распространенной проблемой является отложение отложений на пробке или седле клапана. Обычно это результат:
- заблокирована вентиляция картера;
- износ цилиндров, поршней и поршневых колец;
- неисправность турбокомпрессора (особенно для конструкций с изменяемым положением лопаток);
- слишком высокий уровень масла в двигателе;
- неисправности в системе зажигания или впрыска.
Загрязненный клапан EGR может блокироваться в открытом или закрытом положении или реагировать с задержкой на изменение рабочих параметров двигателя. Закупорка в открытом положении вызывает у бензиновых двигателей неправильную работу на холостом ходу, а у дизельных двигателей - общее снижение мощности и, возможно, увеличение непрозрачности дыма (в старых конструкциях, где нет расходомеров воздуха). Блокировка в закрытом положении является причиной детонационного сгорания двигателей ZS, работающих на холостых оборотах, и увеличения расхода топлива в двигателях ZI. Когда клапан реагирует поздно, возникают различные проблемы, которые труднее идентифицировать однозначно.
Помимо загрязнения клапана, отказ всей системы рециркуляции отработавших газов может привести к неисправностям расходомера воздуха и электропневматических конструкций, а также к выходу из строя вакуумного насоса и воздушных или электрических трубопроводов.
Диагностика и ремонт
В некоторых случаях сбоя системы рециркуляции отработавших газов контрольная лампа на панели приборов мигает, информируя (неправильно) о повреждении катализатора. Только подключение сканирующего устройства (диагностоскопа) к диагностическому разъему позволит получать соответствующие показания кода неисправности и проводить тесты включения / выключения клапана EGR и получать данные о его работе в режиме реального времени. В свою очередь, мониторинг изменений давления во впускном коллекторе покажет задержки в работе клапана, а также его возможную блокировку в открытом или закрытом положении. Однако иногда необходимо провести дорожное испытание для окончательной проверки этих результатов.
Два типа клапанов EGR. Слева: электромагнитный, справа: электропневматический
После выявления неправильной работы клапана с электрическим управлением всегда проверяйте состояние проводов и их соединений визуально. Для других компонентов системы необходимо проверить с помощью вольтметра и осциллографа, что они имеют правильное сопротивление.
Для проверки клапанов EGR с пневматическим управлением используйте вспомогательный вакуумный насос (например, Minivac).
Если неисправный клапан рециркуляции отработавших газов необходимо заменить, его необходимо тщательно очистить перед тем, как все кабели и фитинги, проходящие через него, обычно покрыты сажей. Невыполнение этого требования может привести к потере гарантии на новую запчасть.
Марчин Дрызек
Менеджер по продажам средств разработки и диагностики для Польши и Украины Delphi Poland