Как работает клапан рециркуляции отработавших газов (3 видео)

Содержание

Что такое клапан EGR, как он работает и как его проверить?
Мифы про работу системы EGR
Типы клапана EGR по управлению
Вакуумный клапан EGR
Клапан EGR с шаговым электродвигателем
Проверка клапана с шаговым электродвигателем
Клапан EGR с электромотором и обратной связью
Назначение системы EGR и особенности ее работы
Принцип действия системы
Виды клапанов EGR
Виды систем рециркуляции дизеля
📽️ Видео

Видео:Простое объяснение рециркуляции отработанных газов (EGR)Скачать

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.

Видео:Клапан рециркуляции картерных газов, устройство и принцип работыСкачать

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.

Читайте также: Что будет если нет зазора между клапанами

Видео:Система ЕГР (EGR) / Система рециркуляции отработавших газов – ОСНОВЫ в 3D анимацииСкачать

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.

Видео:Клапан ЕГР! Принцип работы. Глушить или нет?!Скачать

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.

Видео:👉4 плюса и 1 минус отключения клапана EGR. ⚠️НЕ убить свой мотор!Скачать

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.

Читайте также: Как снять генератор гранта без натяжителя 8 клапанов

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.

Видео:Последствия глушения ЕГР (EGR)Скачать

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.

Видео:Как неисправный EGR влияет на работу двигателя - видео отчет -Скачать

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.

Видео:Как на самом деле работает клапан EGR и как его проверить?Скачать

Назначение системы EGR и особенности ее работы

Система рециркуляции отработавших газов EGR разработана для повышения экологического класса двигателя автомобиля. Ее применение позволяет снизить концентрацию оксидов азота, присутствующих в выхлопе. Последние недостаточно хорошо устраняются катализаторами и, поскольку являются наиболее токсичными компонентами в составе отработавших газов, требуют применения дополнительных решений и технологий.

Видео:Теория ДВС: Что такое EGR/ЕГР и для чего оно нужно? Система рециркуляции выхлопных газовСкачать

Принцип действия системы

EGR – аббревиатура от англоязычного термина Exhaust Gas Recirculation, что в переводе означает “рециркуляция отработавших газов”. Основная задача такой системы заключается в перенаправлении части газов из выпускного коллектора в впускной. Формирование оксидов азота прямо пропорционально температуре в камере сгорания двигателя. При подаче отработавших газов из системы выхлопа в систему впуска уменьшается концентрация кислорода, что выступает катализатором в процессе сжигания топлива. В результате температура в камере сгорания снижается, а процент образования оксидов азота уменьшается.

Система рециркуляции отработавших газов

Применяется система ЕГР для автомобильных двигателей, работающих на дизельном топливе и бензине. Исключение составляют только бензиновые автомобили с турбонаддувом, где использование технологии рециркуляции неэффективно из-за особенностей режима работы двигателя. В целом, благодаря технологии EGR достигается снижение концентрации оксида азота до 50%. Помимо этого уменьшается вероятность детонации, обеспечивается более экономный расход топлива (почти на 3%), а для автомобилей с дизельным двигателем характерно уменьшение количества сажи в выхлопе.

Основной деталью системы рециркуляции выхлопных газов является клапан EGR, который управляет потоком отработавших газов, поступающих во впускной коллектор. Он работает в условиях повышенных температур и подвергается высокой нагрузке. Снижение температуры может реализоваться принудительно, для чего нужен радиатор охлаждения (охладитель), который устанавливается между системой выпуска и клапаном. Он входит в общую систему охлаждения автомобиля.

Читайте также: При общем расслаблении сердечной мышцы закрыты следующие клапаны какие

В дизельных моторах клапан EGR открывается на этапе холостого хода. При этом 50% поступающего в камеры сгорания воздуха составляют отработавшие газы. С ростом нагрузки клапан постепенно закрывается. Для питания бензинового двигателя система рециркуляции работает, как правило, только на средних и малых оборотах двигателя, обеспечивая до 10% выхлопных газов в общем объеме воздуха.

Видео:ЕГР ИЛИ РЕЦИРКУЛЯЦИЯ ОТРАБОТАННЫХ ГАЗОВ И КАК ЭТО РАБОТАЕТ И ДЛЯ ЧЕГО ?Скачать

Виды клапанов EGR

На данный момент существует три разновидности клапанов EGR, различающихся по типу привода:

Пневмомеханический – простейшая (устаревшая) система привода рециркуляции выхлопных газов. Фактически, управление клапаном в этой схеме осуществляется за счет создания разрежения во впускном коллекторе автомобиля.
Электропневматический. Пневмоклапан EGR приводится в движение электроклапаном, управляемым ЭБУ двигателя автомобиля на основании данных комплекта датчиков (противодавления выхлопных газов, температуры, положения клапана, давления на впуске, температуры охлаждающей жидкости). Он осуществляет подключение и отключение источника разрежения к клапану EGR, имея лишь два положения. В свою очередь, разрежение в такой системе может создаваться вакуумным насосом.
Электронный. Клапан EGR такого типа приводится в движение непосредственно ЭБУ двигателя автомобиля. Он имеет три положения, что обеспечивает более плавное регулирование потока отработавших газов. Переключение положения электронного клапана EGR осуществляется соленоидами, которые открывают и закрывают его в различных комбинациях. В такой системе разрежение не задействуется.

Видео:Как работает клапан ЕГР.Скачать

Виды систем рециркуляции дизеля

Для дизельного двигателя используется несколько типов систем для рециркуляции отработавших газов EGR, cбор которых определяется экологическими стандартами автомобиля. В настоящее время их три:

Высокого давления (соответствует стандарту Евро 4). Клапан EGR напрямую соединяет выпускной (устанавливается перед турбокомпрессором) и впускной коллекторы. В этой схеме применяется электропневматический привод. При закрытой дроссельной заслонке во впускном коллекторе давление снижается, в результате чего создается более высокое разрежение. Это приводит к увеличению поступающего потока выхлопных газов. С другой стороны, уменьшается интенсивность турбонаддува, поскольку на турбину поступает меньше отработавших газов. Когда дроссельная заслонка полностью открыта, EGR не работает.
Низкого давления (соответствует стандарту Евро 5). В такой схеме клапан подключен к системе выпуска на участке между сажевым фильтром и глушителем, а в системе впуска – перед турбокомпрессором. Благодаря такому подключению снижается температура отработавших газов, также они очищаются от примесей сажи. При этом, в сравнении со схемой высокого давления, турбонаддув выполняется на полной мощности, поскольку через турбину проходит весь поток газов.
Комбинированная (соответствует стандарту Евро 6). Представляет собой сочетание схемы высокого и низкого давлений, каждая из которых имеет собственный клапан рециркуляции. В обычном режиме эта схема работает по каналу низкого давления, а при повышенной нагрузке подключается канал рециркуляции высокого давления.

В среднем, клапан EGR служит до 100 тысяч километров пробега, после чего может засориться и выйти из строя. Далее, в большинстве случаев, автомобилисты, не понимая, для чего нужны системы рециркуляции, просто полностью удаляют их.