Клапан EGR в бензиновом двигателе¶
Клапан EGR (англ. Exhaust Gas Recirculation, система рециркуляции отработавших газов) — узел системы снижения токсичности отработавших газов (ОГ) бензинового и дизельного двигателя внутреннего сгорания, который направляет часть выхлопных газов обратно во впускной коллектор для повторного сжигания. Основная функция клапана EGR — уменьшение концентрации оксидов азота (NOx) в выхлопе и снижение температуры сгорания топливовоздушной смеси.
¶Принцип работы
Оксиды азота образуются в камере сгорания при высоких температурах (выше 1300 °C) и давлениях. Добавление во впускную смесь инертных компонентов отработавших газов — прежде всего диоксида углерода и водяного пара — снижает пиковую температуру горения, что уменьшает интенсивность образования NOx.
Клапан EGR управляется электронным блоком управления (ЭБУ) двигателя. Датчики (положения дроссельной заслонки, температуры ОГ, давления, лямбда-зонд) передают данные блоку, который определяет оптимальный момент и степень открытия клапана. В системе с электронным управлением (EGR с электроприводом) степень открытия регулируется шаговым электродвигателем, что позволяет плавно дозировать объём рециркулируемых газов.
¶Устройство
Конструктивно клапан EGR состоит из следующих элементов:
- Корпус с патрубками, соединяющими выпускной и впускной коллекторы;
- Заслонка (тарелка), перекрывающая канал рециркуляции;
- Привод — вакуумный (разрежением из впускного коллектора), электрический (шаговый двигатель) или комбинированный;
- Датчик положения заслонки (в системах с электронным управлением);
- Канал подачи ОГ с фильтром от сажевых отложений.
В бензиновых двигателях клапан EGR, как правило, устанавливается между выпускным коллектором и впускным коллектором (или впускным трубопроводом). В турбированных бензиновых моторах применяются системы EGR с охлаждением рециркулируемых газов (EGR с теплообменником), что дополнительно снижает температуру заряда.
¶Виды систем EGR
| Тип | Привод | Особенности |
|---|---|---|
| Вакуумный EGR | Разрежение во впускном коллекторе | Простая конструкция, применяется на старых моторах |
| Электронный EGR | Шаговый двигатель | Точное дозирование, связь с ЭБУ |
| EGR с охлаждением | Любой | Теплообменник снижает температуру ОГ перед подачей во впуск |
| Внутренний EGR | Фазорегулятор распредвалов | Рециркуляция за счёт перекрытия клапанов, без отдельного клапана |
Внутренний EGR реализуется через систему изменения фаз газораспределения (например, систему VVT у Toyota, VANOS у BMW) и не требует отдельного клапана: при увеличении перекрытия впускного и выпускного клапанов часть ОГ остаётся в цилиндре и участвует в следующем такте.
¶Неисправности и признаки
Наиболее частые неисправности клапана EGR:
- Заклинивание заслонки в открытом положении — приводит к нестабильной работе двигателя на холостом ходу, провалам мощности, загоранию индикатора Check Engine;
- Заклинивание в закрытом положении — повышение содержания NOx, детонация под нагрузкой, перегрев;
- Закоксовывание канала — сажевые отложения ухудшают подачу газов и герметичность;
- Отказ привода (обрыв обмотки шагового двигателя, разрушение мембраны вакуумного клапана).
Типичные признаки неисправности EGR: плавающие обороты холостого хода, троение двигателя, снижение мощности, повышенный расход топлива, ошибка в памяти ЭБУ (коды P0401–P0409 и др.).
¶Обслуживание и чистка
Ресурс клапана EGR зависит от условий эксплуатации и качества топлива. При появлении признаков неисправности выполняется:
- Считывание кодов ошибок сканером;
- Снятие клапана и визуальная оценка состояния заслонки и канала;
- Чистка заслонки и каналов специальными составами (растворители нагара) или механическая очистка;
- Проверка работоспособности привода и датчика положения;
- Замена клапана при критическом износе или деформации корпуса.
На бензиновых двигателях с большим пробегом клапан EGR нередко удаляют (заглушают), программно отключая его в ЭБУ. Такая практика снижает содержание NOx лишь незначительно, но исключает связанные с ним неисправности; в ряде юрисдикций удаление EGR противоречит экологическим нормам и запрещено при техосмотре.
¶Применение в России
Системы EGR серийно применяются на бензиновых автомобилях, выпускаемых и продаваемых в Российской Федерации, включая модели АвтоВАЗа, «ГАЗ», а также импортные марки. Требования к содержанию NOx в отработавших газах регламентируются техническим регламентом Таможенного союза ТР ТС 018/2011, который ориентируется на экологические классы Евро-4 и выше.
Источники:
- Киселёв В. В. «Конструкция и расчёт автомобильных двигателей»
- Вахламов В. К. «Конструкция автомобилей»
- Руководства по эксплуатации бензиновых двигателей ведущих автопроизводителей
- Технический регламент ТР ТС 018/2011 «О безопасности колёсных транспортных средств»