Uitlaatgasrecirculatiesysteem

Met de toenemende eisen van milieunormen worden geleidelijk extra systemen aan een moderne auto toegevoegd, die de bedrijfsmodi van de verbrandingsmotor veranderen, de samenstelling van het lucht-brandstofmengsel aanpassen, koolwaterstofverbindingen in de uitlaat neutraliseren, enz.

Dergelijke apparaten zijn onder meer katalysator, adsorber, AdBlue en andere systemen. We hebben er al uitgebreid over gesproken. Nu zullen we ons concentreren op nog een systeem, waarvan elke automobilist verplicht is om de gezondheid ervan te bewaken. Dit is uitlaatgasrecirculatie. Bedenk hoe de tekening van het systeem eruitziet, hoe het werkt, welke soorten er zijn en ook welke voordelen het heeft.

Wat is een recirculatiesysteem voor autogas

In technische literatuur en in de beschrijving van het voertuig wordt dit systeem EGR genoemd. Het decoderen van deze afkorting uit het Engels betekent letterlijk "uitlaatgasrecirculatie". Als u niet ingaat op de details van de verschillende modificaties van de systemen, is dit in feite een recirculatieklep die is geïnstalleerd op de buis die de inlaat- en uitlaatspruitstukken verbindt.

Dit systeem is geïnstalleerd op alle moderne motoren die zijn uitgerust met een elektronische regeleenheid. Met elektronica kunt u verschillende mechanismen en processen in de aandrijfeenheid nauwkeuriger aanpassen, evenals in systemen waarvan het werk nauw verband houdt met de werking van de interne verbrandingsmotor.

Op een bepaald moment gaat de EGR-klep een beetje open, waardoor de uitlaat gedeeltelijk het motorinlaatsysteem binnenkomt (voor meer informatie over het apparaat en het werkingsprincipe, lees in een andere recensie​ Hierdoor wordt de verse luchtstroom gedeeltelijk vermengd met het uitlaatgas. Daarbij rijst de vraag: waarom heb je uitlaatgassen nodig in het inlaatsysteem, als er voldoende zuurstof nodig is voor een efficiënte werking van de motor? Als er een bepaalde hoeveelheid onverbrande zuurstof in de uitlaatgassen zit, kan de lambdasonde dit aantonen (wordt in detail beschreven) hier​ Laten we proberen om met deze schijnbare tegenstrijdigheid om te gaan.

Doel van het uitlaatgasrecirculatiesysteem

Het is voor niemand een geheim dat wanneer de in de cilinder samengeperste brandstof en lucht verbrandt, er niet alleen behoorlijke energie vrijkomt. Dit proces gaat gepaard met het vrijkomen van een grote hoeveelheid giftige stoffen. De gevaarlijkste hiervan zijn stikstofoxiden. Gedeeltelijk worden ze bestreden door een katalysator, die is geïnstalleerd in het uitlaatsysteem van een auto (uit welke elementen dit systeem bestaat en hoe werkt het, lees afzonderlijk).

Een andere mogelijkheid om het gehalte aan dergelijke stoffen in de uitlaatgassen te verminderen, is door de samenstelling van het lucht-brandstofmengsel te veranderen. De elektronische regeleenheid verhoogt of verlaagt bijvoorbeeld de hoeveelheid brandstof die in het verse deel van de lucht wordt geïnjecteerd. Dit wordt MTC verarming / verrijking genoemd.

Aan de andere kant, hoe meer zuurstof de cilinder binnenkomt, hoe hoger de verbrandingstemperatuur van het lucht / brandstofmengsel. Tijdens dit proces komt stikstof vrij uit de combinatie van thermische ontleding van benzine of dieselbrandstof en hoge temperaturen. Dit chemische element gaat een oxidatieve reactie aan met zuurstof, die geen tijd had om te verbranden. Bovendien is de snelheid waarmee deze oxiden worden gevormd direct gerelateerd aan de temperatuur van de werkomgeving.

Het doel van het recirculatiesysteem is juist om de hoeveelheid zuurstof in het verse deel van lucht te verminderen. Door de aanwezigheid van een kleine hoeveelheid uitlaatgas in de samenstelling van de VTS wordt gezorgd voor een lichte koeling van het verbrandingsproces in de cilinders. In dit geval verandert de energie van het proces zelf niet, omdat hetzelfde volume in de cilinder blijft stromen, die de hoeveelheid zuurstof bevat die nodig is om de brandstof te ontsteken.

De gasstroom wordt conventioneel als inert beschouwd, aangezien het een product is van de verbranding van HTS. Om deze reden kan het op zichzelf niet meer branden. Als een bepaalde hoeveelheid uitlaatgassen wordt gemengd in een vers deel van het lucht-brandstofmengsel, zal de verbrandingstemperatuur iets dalen. Hierdoor zal het proces van stikstofoxidatie minder actief zijn. Het is waar dat recirculatie het vermogen van de krachtbron enigszins vermindert, maar de auto behoudt zijn dynamiek. Dit nadeel is zo onbeduidend dat het verschil in gewoon transport bijna niet op te merken is. De reden is dat dit proces niet plaatsvindt in de vermogensmodi van de verbrandingsmotor, wanneer zijn snelheid toeneemt. Het werkt alleen bij laag en middelhoog toerental (in benzinemotoren) of stationair en laag toerental (in het geval van dieselmotoren).

Het doel van het EGR-systeem is dus om de toxiciteit van de uitlaatgassen te verminderen. Hierdoor heeft de auto meer kansen om in het kader van milieunormen te passen. Het wordt gebruikt op elke moderne verbrandingsmotor, of het nu om benzine of diesel gaat. Het enige voorbehoud is dat het systeem niet compatibel is met sommige units die zijn uitgerust met turbochargers.

Algemene werkingsprincipes van het uitlaatgasrecirculatiesysteem

Hoewel er tegenwoordig verschillende soorten systemen zijn waarbij de verbinding van het uitlaatspruitstuk met de inlaat via een pneumatische klep wordt gerealiseerd, hebben ze een gemeenschappelijk werkingsprincipe.

De klep gaat niet altijd open. Wanneer een koude motor start, stationair draait en ook wanneer deze het maximale krukassnelheid bereikt, moet de gashendel gesloten blijven. In andere modi werkt het systeem en ontvangt de verbrandingskamer van elke cilinder-zuigergroep een kleine hoeveelheid brandstofverbrandingsproducten.

Als het apparaat stationair draait op de motor of bezig is met het bereiken van de bedrijfstemperatuur (ongeveer wat het zou moeten zijn, lees hier), wordt het apparaat instabiel. De maximale efficiëntie van de EGR-klep wordt alleen bereikt als de motor bijna het gemiddelde toerental draait. In andere modi is de concentratie stikstofoxiden veel lager.

Als de motor aan het opwarmen is, is de verbrandingstemperatuur in de kamers niet zo hoog dat er een grote hoeveelheid stikstofoxiden wordt gevormd en een kleine hoeveelheid uitlaatgassen niet nodig is om terug te keren naar de cilinders. Hetzelfde gebeurt bij lage snelheden. Wanneer de motor het maximale toerental bereikt, moet hij maximaal vermogen ontwikkelen. Als de klep wordt geactiveerd, zal deze alleen interfereren, daarom zal het systeem in deze modus in een inactieve toestand zijn.

Ongeacht het type systeem, het belangrijkste element daarin is een klep die de toegang van uitlaatgassen tot het inlaatsysteem blokkeert. Omdat de hoge temperatuur van de gasstroom meer volume inneemt dan de gekoelde analoog, moet het uitlaatgas gekoeld worden zodat de verbrandingsefficiëntie van de HTS niet afneemt. Hiervoor is er een extra koeler of intercooler gekoppeld aan het motorkoelsysteem. Het circuit in elk automodel kan anders zijn, maar het zal een radiator hebben die het proces van het handhaven van de optimale temperatuur voor het apparaat stabiliseert.

Wat betreft dieselmotoren, de klep daarin is open bij XX. Het vacuüm in het inlaatsysteem zuigt het uitlaatgas in de cilinders. In deze modus ontvangt de motor ongeveer 50 procent van de uitlaatgassen (in verhouding tot frisse lucht). Naarmate de snelheid toeneemt, beweegt de klepactuator deze geleidelijk naar de gesloten positie. Dit is eigenlijk hoe diesel werkt.

Als we het hebben over een benzine-eenheid, dan is een hoge concentratie uitlaatgassen in het inlaatkanaal beladen met een slechte werking van de interne verbrandingsmotor. Daarom is in dit geval de werking van het systeem enigszins anders. De klep gaat open als de motor een middelhoog toerental bereikt. Bovendien mag het uitlaatgasgehalte in een vers gedeelte van BTC niet hoger zijn dan 10 procent.

De bestuurder leert over onjuiste regeneratie door het Check Engine-signaal op het dashboard. Hier zijn de belangrijkste storingen die een dergelijk systeem kan hebben:

• De sensor voor het openen van de klep is kapot. Meestal gebeurt er, afgezien van een verkeerde dosering en een gloeilamp die oplicht op de netjes, niets kritisch.
• Schade aan de klep of zijn sensor. De belangrijkste reden voor deze storing is constant contact met hete gassen die uit de motor komen. Afhankelijk van het type systeem kan de uitval van dit element gepaard gaan met uitputting of vice versa verrijking van de MTC. Als de motoren een gecombineerd systeem gebruiken dat is uitgerust met sensoren zoals MAF en MAP, wordt het mengsel bij stationair draaien overmatig verrijkt en bij een hoge krukassnelheid is de BTC aanzienlijk slanker.

Wanneer het systeem uitvalt, verbrandt benzine of diesel slecht, waardoor bijvoorbeeld bijbehorende storingen optreden, de levensduur van de katalysator sterk wordt verkort. Zo ziet het gedrag van de motor er in de praktijk uit met een defect uitlaatgasretourmechanisme.

Om het stationaire toerental te stabiliseren, past de regeleenheid de werking van het brandstofsysteem en de ontsteking aan (als het een benzine-eenheid is). Hij kan deze taak echter niet aan in de voorbijgaande modus, aangezien het openen van de gasklep het vacuüm aanzienlijk verhoogt en de uitlaatdruk sterk stijgt, waardoor er meer uitlaatgas door de geopende demper stroomt.

Hierdoor krijgt de motor niet de hoeveelheid zuurstof die nodig is voor volledige verbranding van brandstof. Afhankelijk van de mate van pech, kan de auto schokken, overslaan, instabiliteit of volledige afwezigheid van XX worden waargenomen, kan de interne verbrandingsmotor slecht starten, enz.

Nevel smering is aanwezig in het inlaatspruitstuk van de unit. Door het constante contact met hete uitlaatgassen zullen de binnenoppervlakken van het spruitstuk, de kleppen, het buitenoppervlak van de injectoren en bougies snel bedekt worden met koolstofafzettingen. In sommige gevallen kan brandstofontsteking optreden voordat de BTC de cilinder binnengaat (als u het gaspedaal krachtig intrapt).

Wat betreft het onstabiele stationaire toerental, in het geval van een storing van de UGR-klep, kan dit ofwel volledig verdwijnen, of het kan tot kritische limieten stijgen. Als de auto is uitgerust met een automatische transmissie, zal de automobilist in het tweede geval binnenkort geld moeten uitgeven aan de reparatie van de automatische transmissie. Aangezien elke fabrikant het uitlaatgasrecirculatieproces op zijn eigen manier implementeert, is de storing van dit systeem individueel van aard. De gevolgen hiervan worden ook direct beïnvloed door de technische staat van de krachtbron, het ontstekingssysteem en het brandstofsysteem.

Als u het systeem uitschakelt, zal de dieselmotor bij stationair draaien harder werken. Een benzinemotor zal een inefficiënt brandstofverbruik ervaren. In sommige gevallen verstopt de katalysator sneller door de grote hoeveelheid roet die ontstaat als gevolg van het gebruik van een onjuist lucht-brandstofmengsel. De reden hiervoor is dat de elektronica van een moderne auto voor dit systeem is ontworpen. Om te voorkomen dat de besturingseenheid een wijziging aanbrengt voor de recirculatie, moet u deze herschrijven, net als bij chiptuning (lees over deze procedure hier).

Soorten recirculatiesystemen

In een moderne auto kan een van de drie soorten EGR-systemen op de aandrijfeenheid worden geïnstalleerd:

1. Conform Euro4 eco-standaard. Dit is een hogedruksysteem. De klep bevindt zich direct tussen het inlaat- en uitlaatspruitstuk. Bij de uitgang van de motor staat het mechanisme voor de turbine. In dit geval wordt een elektropneumatisch ventiel gebruikt (voorheen werd een pneumatisch-mechanisch analoog gebruikt). De werking van een dergelijk schema is als volgt. Smoorklep gesloten - de motor draait stationair. Het vacuüm in het inlaatkanaal is klein, dus de klep is gesloten. Als je het gaspedaal indrukt, neemt het vacuüm in de holte toe. Hierdoor ontstaat er tegendruk in het inlaatsysteem waardoor de klep volledig opent. Een bepaalde hoeveelheid uitlaatgas wordt teruggevoerd naar de cilinders. In dit geval zal de turbine niet werken, omdat de uitlaatgasdruk laag is, en ze kunnen de waaier niet laten draaien. Pneumatische kleppen sluiten pas na opening als het motortoerental tot de juiste waarde is gedaald. In modernere systemen omvat het recirculatieontwerp extra kleppen en sensoren die het proces aanpassen in overeenstemming met de motormodi.
2. Conform Euro5 eco-norm. Dit systeem heeft een lage druk. In dit geval is het ontwerp enigszins gewijzigd. De demper bevindt zich in het gebied achter het roetfilter (lees waarom het nodig is en hoe het werkt hier) in het uitlaatsysteem en in de inlaat - voor de turbocompressor. Het voordeel van deze aanpassing is dat de uitlaatgassen de tijd hebben om een ​​beetje af te koelen en door hun passage door het filter worden ze vrijgemaakt van roet en andere componenten, waardoor het apparaat in het vorige systeem een ​​kortere levensduur heeft. . Deze opstelling zorgt ook voor uitlaatgasterugvoer in de turbocompressormodus, aangezien de uitlaatgassen volledig door de turbine-impeller gaan en deze opdrijven. Dankzij een dergelijk apparaat vermindert het systeem het motorvermogen niet (zoals sommige automobilisten zeggen, het "verstikt" de motor niet). In veel moderne automodellen worden het roetfilter en de katalysator geregenereerd. Vanwege het feit dat de klep en zijn sensor verder van de thermisch belaste eenheid van de auto zijn geplaatst, mislukken ze niet vaak na verschillende van dergelijke procedures. Tijdens het regeneratieproces wordt de klep gesloten omdat de motor extra brandstof en meer zuurstof nodig heeft om de temperatuur in het roetfilter tijdelijk te verhogen en het roet erin te verbranden.
3. Conform Euro6 eco-norm. Dit is een gecombineerd systeem. Het ontwerp bestaat uit elementen die deel uitmaken van de hierboven beschreven apparaten. Omdat elk van deze systemen alleen in zijn eigen modus werkt, is de inlaat van het uitlaatsysteem van de verbrandingsmotor uitgerust met kleppen van beide soorten recirculatiemechanismen. Wanneer de druk in het inlaatspruitstuk laag is, wordt een fase geactiveerd die typisch is voor de Euro5-indicator (lage druk) en wanneer de belasting toeneemt, wordt de fase geactiveerd, die wordt gebruikt in auto's die voldoen aan de Euro4 (hoge druk) eco standaard.

Dit is hoe systemen werken die horen bij het type externe recirculatie (het proces vindt plaats buiten de krachtbron). Daarnaast is er een type dat zorgt voor een interne toevoer van uitlaatgassen. Het is in staat om een ​​deel van de uitlaat af te werken alsof het het inlaatspruitstuk binnenkomt. Alleen dit proces wordt verzekerd door de nokkenassen lichtjes aan te draaien. Hiervoor is extra een faseverschuiver in het gasverdeelmechanisme geïnstalleerd. Dit element verandert in een bepaalde bedrijfsmodus van de verbrandingsmotor de kleptiming enigszins (wat het is en welke waarde ze hebben voor de motor, wordt beschreven afzonderlijk).

In dit geval gaan beide kleppen van de cilinder op een bepaald moment open. De uitlaatgasconcentratie in het verse BTC-gedeelte hangt af van hoe lang deze kleppen open staan. Tijdens deze procedure gaat de inlaat open voordat de zuiger het bovenste dode punt bereikt en sluit de uitlaat net voor het BDP van de zuiger. Door deze korte periode stroomt een kleine hoeveelheid uitlaatgassen in het inlaatsysteem en wordt vervolgens in de cilinder gezogen terwijl de zuiger richting BDC beweegt.

Het voordeel van deze modificatie is een meer gelijkmatige verdeling van uitlaatgassen in de cilinders, en de snelheid van het systeem is veel hoger dan bij externe recirculatie.

Moderne recirculatiesystemen bevatten een extra radiator, waarvan de warmtewisselaar ervoor zorgt dat het uitlaatgas snel wordt gekoeld voordat het het inlaatkanaal binnendringt. Het is onmogelijk om de exacte configuratie van een dergelijk systeem te specificeren, aangezien autofabrikanten dit proces volgens verschillende schema's implementeren en er zich mogelijk extra bedieningselementen in het apparaat kunnen bevinden.

Gasrecirculatiekleppen

Afzonderlijk moeten de soorten EGR-kleppen worden genoemd. Ze verschillen van elkaar in de manier waarop ze worden bestuurd. Volgens deze classificatie zijn alle mechanismen onderverdeeld in:

• Pneumatische kleppen. Dit type apparaat wordt zelden meer gebruikt. Ze hebben een vacuüm werkingsprincipe. De klep wordt geopend door het vacuüm dat wordt gegenereerd in het inlaatkanaal.
• Elektropneumatisch. Bij een dergelijk systeem is een door een ECU aangestuurde elektroklep aangesloten op de pneumatische klep. De elektronica van het boordsysteem analyseert de modi van de motor en past dienovereenkomstig de werking van de demper aan. De elektronische regeleenheid ontvangt signalen van sensoren voor temperatuur en luchtdruk, koelvloeistoftemperatuur, etc. en activeert, afhankelijk van de ontvangen gegevens, de elektrische aandrijving van het apparaat. De eigenaardigheid van dergelijke kleppen is dat de demper erin open of gesloten is. Het vacuüm in het inlaatsysteem kan worden gecreëerd door een extra vacuümpomp.
• Elektronisch. Dit is de meest recente ontwikkeling van mechanismen. De magneetventielen werken rechtstreeks vanuit de signalen van de ECU. Het voordeel van deze modificatie is hun soepele werking. Het wordt geleverd door drie klepstanden. Hierdoor kan het systeem de uitlaatgasdosering automatisch aanpassen in overeenstemming met de modus van de verbrandingsmotor. Het systeem gebruikt geen vacuüm in het inlaatkanaal om de klep te regelen.

Voordelen van het recirculatiesysteem

In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht dat het milieuvriendelijkheidssysteem van een voertuig niet bevorderlijk is voor de aandrijflijn, heeft uitlaatgasrecirculatie enkele voordelen. Iemand begrijpt misschien niet waarom een ​​systeem wordt geïnstalleerd dat het vermogen van de interne verbrandingsmotor vermindert, als er extra neutralisatoren kunnen worden gebruikt (maar in dit geval zal het uitlaatsysteem letterlijk "gouden" zijn, aangezien edelmetalen worden gebruikt om giftige stoffen te neutraliseren) . Om deze reden zijn de eigenaren van dergelijke machines soms zo ingesteld dat ze het systeem uitschakelen. Ondanks de schijnbare nadelen, komt de uitlaatgasrecirculatie in sommige opzichten zelfs ten goede aan de krachtbron.

Hier zijn enkele redenen voor dit proces:

1. In een benzinemotor, vanwege het lage octaangetal (ongeveer wat het is en welke rol deze parameter beïnvloedt op de interne verbrandingsmotor, lees afzonderlijk) brandstofontploffing komt vaak voor. De aanwezigheid van deze storing wordt aangegeven door de sensor met dezelfde naam, die in detail wordt beschreven hier​ De aanwezigheid van een recirculatiesysteem heft dit negatieve effect op. Ondanks de schijnbare tegenstrijdigheid, maakt de aanwezigheid van een egr-klep het daarentegen mogelijk om het vermogen van de unit te vergroten, bijvoorbeeld als je bij een eerdere ontsteking een ander ontstekingstijdstip instelt.
2. Het volgende pluspunt geldt ook voor benzinemotoren. Bij het gas geven van dergelijke ICE's is er vaak een grote drukval, waardoor er een klein vermogensverlies is. Door de werking van recirculatie kan ook dit effect worden verminderd.
3. Wat dieselmotoren betreft, zorgt het systeem in de XX-modus voor een zachtere werking van de verbrandingsmotor.
4. Als de auto de milieucontrole doorstaat (bijvoorbeeld bij het overschrijden van de grens met de EU-landen is deze procedure verplicht), dan vergroot de aanwezigheid van recycling de kans om deze controle te halen en een pas te krijgen.

Bij de meeste automodellen is het recirculatiesysteem niet zo eenvoudig uit te schakelen, en om de motor zonder dit stabiel te laten werken, moeten aanvullende instellingen van de elektronische regeleenheid worden gemaakt. Door andere software te installeren, zal de ECU niet reageren op het ontbreken van signalen van de EGR-sensoren. Maar dergelijke fabrieksprogramma's zijn er niet, dus bij het wijzigen van de elektronica-instellingen handelt de autobezitter op eigen risico en eigen risico.

Tot slot bieden we een korte geanimeerde video over hoe recirculatie in de motor werkt:

Een eenvoudige uitleg van uitlaatgasrecirculatie (EGR)

Vragen en antwoorden:

Hoe de EGR-klep controleren? De klepcontacten zijn bekrachtigd. Er moet een klik worden gehoord. Andere procedures zijn afhankelijk van de installatieplaats. In principe is het nodig om het vacuümmembraan lichtjes in te drukken terwijl de motor draait.

Waar is een EGR-klep voor? Dit is een element dat nodig is om het gehalte aan schadelijke stoffen in de uitlaat te verminderen (sommige gassen worden naar het inlaatspruitstuk geleid) en om de prestaties van de unit te verbeteren.

Waar zit de EGR klep? Het hangt af van het ontwerp van de motor. Je moet het zoeken in de buurt van het inlaatspruitstuk (op het spruitstuk zelf of op de pijpleiding die de inlaat met de motor verbindt).

Hoe werkt een uitlaatklep? Wanneer de gasklep verder wordt geopend, wordt door het drukverschil in het inlaat- en uitlaatspruitstuk een deel van het uitlaatgas via de EGR-klep in het inlaatsysteem van de verbrandingsmotor gezogen.