Система рециркуляции выхлопных газов (СРОГ; также англ. Exhaust Gas Recirculation , EGR ) так же существует некорректная расшифровка «единая газовая рециркуляция», она же система рециркуляции отработавших газов СРОГ — в двигателях внутреннего сгорания — система снижения вредных выбросов в атмосферу, представляющая собой клапан, соединяющий на некоторых режимах работы задроссельное пространство впускного коллектора с пространством выпускного коллектора.
Применяется на бензиновых, дизельных и газовых двигателях. Предназначается для снижения токсичности отработавших газов (содержания оксидов азота NOx: NO и NO2) в режиме частичных нагрузок.
Причиной повышенного содержания оксидов азота в отработавших газах является работа двигателя в режимах с избытком воздуха. В бензиновых и газовых двигателях это режимы частичных нагрузок, когда в целях экономии смесь обедняется. Коэффициент избытка воздуха может достигать 1,4 в двигателях со впрыском топлива в коллектор и 1,7 — с прямым впрыском. Дизельные двигатели всегда (кроме режима дымления при перегрузке) работают с избытком воздуха, а на малых нагрузках коэффициент избытка воздуха может превышать 10. При наличии избыточного воздуха его кислород не расходуется на сгорание топлива. За счёт высокой температуры в камере сгорания избыточный кислород вступает в эндотермическую реакцию с азотом воздуха. Следовательно, с целью снижения выбросов вредных азотных соединений следует заместить избыточный воздух в рабочей смести неким инертным газом. В качестве такой среды могут выступать отработавшие газы.
В двигателях с рециркуляцией часть отработавших условно инертных газов попадает в цилиндры как балласт. При этом, с одной стороны происходит снижение максимальной температуры горения, а с другой — сокращается количество избыточного воздуха. Оба этих фактора вызывают существенное уменьшение выбросов оксидов азота, образующихся при высоких температурах и являющихся одними из самых токсичных веществ.
Простейшая механическая система представляет собой клапан, соединяющий впускной и выпускной коллекторы, который открывается под действием разрежения во впускном коллекторе. Для стабильной работы двигателя в режиме холостого хода система отключается. Это достигается тем, что порт, соединяющий герметичную камеру клапана с впускным коллектором, находится в задроссельном пространстве, когда дроссельная заслонка закрыта.
В микропроцессорных системах управления двигателем применяется более сложная система смешения воздуха с отработавшими газами. Если двигатель оборудован дроссельной заслонкой с сервоприводом (так называемая «электронная педаль газа»), то микропроцессорная система управления формирует требуемый состав рабочей смеси, одновременно регулируя положение дроссельной заслонки и клапана рециркуляции. Дроссельная заслонка применяется и в современных дизельных двигателях (на классических дизелях она не нужна) именно с целью обеспечения работы системы рециркуляции.
В наиболее современных конструкциях моторов, использующих управление фазами газораспределения, описанный эффект («добавление» выхлопных газов к рабочей смеси) реализуется управлением фазами газораспределения, что позволяет упростить конструкцию двигателя (не нужен специальный клапан) и повысить надёжность.
Существенным недостатком применения системы рециркуляции является попадание большого количества сажи из выхлопных газов во впускную систему двигателя. Сажа забивает каналы в коллекторе и головке цилиндров, вызывает ускоренный износ поршневых колец. Причём, указанные процессы приводят к ухудшению полноты сгорания топлива и ещё большему образованию сажи, что вызывает лавинообразное развитие процесса. Поэтому ресурс двигателей, особенно дизельных, с системой рециркуляции существенно ниже чем у тех же моделей, не оборудованных такой системой. Например, двигатель Toyota 1KD-FTV, в варианте Евро-3 (где объём рециркуляции отработавших газов невелик) имел ресурс до капитального ремонта более 500 000 км, тогда как тот же двигатель в варианте Евро-4 (где отработавшими газами замещается практически весь избыточный воздух) имеет ресурс всего порядка 100 000—150 000 км из-за ускоренного износа поршневых колец. В двигателях стандарта Евро-5 и выше, где применяются сажевые фильтры, эта проблема решается отбором очищенных выхлопных газов после фильтра.
Возникновение ошибок с кодами P0401, P0403, P0404 – P0409 и сигнала «Check Engine» на приборной панели – признак неисправности системы рециркуляции отработанных газов (EGR). Систему ставят на автомобили с дизельным и бензиновым (нетурбированным) двигателями, подпадающими под нормы EURO3 – EURO5. Чаще всего ошибки возникают из-за датчиков, привода и клапана системы.
Можно клапан отремонтировать, а можно – физически заглушить и отключить всю цепочку управления подачей отработанных газов во впускной тракт. Решать, восстанавливать систему в оригинальном виде или пойти на радикальный шаг – удаление ЕГР, нужно, взвесив аргументы «за» и «против».
Для чего нужна система ЕГР
Появление ЕГР (Exhaust Gas Recirculation system) в двигателе автомобиля – не столько связано с борьбой за экологичность, сколько стало результатом борьбы за повышение его моторесурса. Метод возвращения части отработанных газов в камеру сгорания был запатентован и применен немецкими конструкторами еще в 30 годы прошлого века. О снижении токсичности выхлопа машин тогда мало кто задумывался. Основной задачей «разбавления» рабочей смеси отработанными газами было снижение максимальной температуры ее горения для предотвращения детонации, разрушающей детали ЦПГ.
Как работает система рециркуляции (EGR)
Принцип действия EGR одинаков на всех моделях двигателей. Во время максимальной нагрузки на средних оборотах во впускной коллектор подается строго определенное количество отработанных газов из выпускного коллектора. Объем подаваемых ОГ (5 – 12% от общего объема воздуха в смеси) растет одновременно с увеличением угла опережения зажигания и падает при его уменьшении.
Регулирует подачу клапан, который открывается по достижении определенного числа оборотов мотора (обычно от 1500 об/мин.). Закрывается он после набора максимальных оборотов или их падения до «холостых».
Привод клапана бывает вакуумным или электронным. Зависит от года выпуска, типа и конструкции двигателя.
Негативное влияние EGR на работу двигателя
Справляясь с основной своей функцией – снижением температуры в камере сгорания – система способствует образованию в выхлопных газах несгорающих сажевых частиц. Чем дольше и эффективнее работает EGR, тем больше сажи образуется в выхлопных газах, которыми двигатель «питается» с помощью ЕГР.
Попадая во впускной тракт, частицы сажи образуют плотный нагар на его стенках, рабочей поверхности и штоке самого клапана, сужая просвет канала. Изменение соотношения воздуха и топлива, подаваемого в камеру сгорания, в пользу горючего ведет к повышению температуры воспламенения рабочей смеси. Возникает детонация, увеличивается содержание оксидов азота в ОГ.
В запущенных случаях (когда клапан «закис» под слоем сажи и не закрывается) поступление отработанных газов в рабочую зону становится постоянным. Возникают признаки неисправности: падают динамика разгона и мощность двигателя авто, увеличивается сажеобразование в выхлопных газах, забивается сажевый фильтр (DPF), снижается ресурс катализатора.
Зачем производят удаление клапана ЕГР
Срок службы оригинального клапана ЕГР ограничен. В зависимости от марки и производителя авто, его ресурс может составить до 150 тыс. км пробега. В отечественных условиях он редко «дотягивает» до 70 тыс.
Основные причины отказа водителей от EGR:
- высокая стоимость ремонта и обслуживания системы;
- агрегат сложно чистить;
- негативные последствия для двигателя при нарушении режима рециркуляции;
- двигатель может работать без этой конструкции.
Исправность механизма рециркуляции зависит от качества топлива. При эксплуатации автомобиля на плохо очищенном горючем, содержащем большой процент сернистых соединений и присадок, убирать нагар приходится 1–2 раза в год. Поэтому водители предпочитают просто избавляться от «проблемного» устройства.
Как правильно удалить ЕГР
Некоторые автовладельцы практикуют самостоятельное, «физическое» отключение EGR с установкой кустарной прокладки, закрывающей отверстия клапана. В продаже есть даже оригинальные прокладки, например, от General Motors. Но обойтись одной установкой заглушки удается только на старых «дизелях», где работа EGR регулируется разрежением (пневмомеханический привод). На большинстве современных автомобилей электропневматическая или электронная схема управления – сигналы на открытие и закрытие подачи ОГ идут от электронного блока управления.
Для полноценного удаления EGR нужно одновременно выполнить изъятие клапана и программное отключение ЕГР с перепрошивкой контроллера. Некоторые схемы требуют дополнительной установки эмулятора «правильных» показаний датчиков положения клапана, расходометра и лямбда–зонда. Только тогда удастся избежать повторного возникновения ошибок и частых переходов двигателя в «аварийный» режим.
Последствия удаления клапана ЕГР: плюсы и минусы
Преимущества отказа от EGR:
- чистый впускной коллектор;
- снижение дымности выхлопа;
- прирост мощности на средних оборотах;
- отсутствие необходимости обслуживать и менять дорогие комплектующие.
Заодно можно провести программное отключение сажевого фильтра и лямбда–зонда, чип тюнинг двигателя, а также снять ограничение мощности, введенное производителем.
Минусы метода – повышение температуры сгорания топлива и содержания оксидов азота в выхлопе авто. Из возможных последствий – возникновение детонации в определенном диапазоне оборотов двигателя, снижение ресурса моторного масла, повышение риска появления микротрещин в ГБЦ.
Проблемы с недостатком тяги на низких оборотах, «провалы» мощности и черный дымный выхлоп не всегда возникают из-за ЕГР. Поставить диагноз на 100% точно можно, выполнив комплексную диагностику на стенде.
Автомобильная система EGR — Exhaust Gas Recirculation, штука очень не однозначная и достаточно капризная, особенно при весьма низком качестве топлива, которое встречается в наших краях, довольно-таки часто. Неоднозначность этой системы заключается в том, что ее предназначение, сугубо экологическое. Система обратной рециркуляции отработанных газов или ЕГР, призвана уменьшить количество окислов азота в автомобильном выхлопе. Что такое ЕГР, зачем она нужна и как выражаются ее неисправности, обо всем этом, мы сейчас и поговорим.
Для чего нужен клапан ЕГР
Начать следует с того, что система ЕГР устанавливается на большинство дизельных моторов и бензиновые, атмосферные агрегаты. Суть работы этой системы заключается в том, что в определенные моменты открывается клапан EGR и во впускной коллектор двигателя вбрасывается порция отработанных газов.
Схематичное изображение работы системы ЕГР.
Таким образом, снижается количество кислорода в топливной смеси, что в свою очередь снижает температуру ее горения. А при более низкой температуре горения, количество окислов азота в автомобильном выхлопе, уменьшается весьма значительно. Если же двигатель турбирован, то диапазон применения ЕГР значительно сужается, что делает ее установку не рациональной. В таких случаях, применяются иные решения, снижающие количество вредных составляющих автомобильного выхлопа.
Exhaust Gas Recirculation не работает на холостых оборотах, она не используется, когда двигатель холодный, а также клапан ЕГР закрывается, когда дроссельная заслонка максимально открыта.
Управление системой ЕГР
Система обратной рециркуляции отработанных газов управляется электронным блоком управления двигателем. А команда на открытие или закрытие клапана EGR может подаваться на основании:
- датчика температуры охлаждающей жидкости;
- датчика коленчатого вала;
- датчика положения дроссельной заслонки;
В различных моделях автомобилей, в управлении клапаном ЕГР используются либо все перечисленные датчики, либо некоторые из них, а в ряде случаев, только датчик температуры охлаждающей жидкости.
Как выглядит клапан ЕГР на Chevrolet Lacetti
Так или иначе, но работой клапана ЕГР всегда управляет автомобильная электроника. И пока эта система функционирует штатно, водитель ее работы, практически никак не ощущает. Полезная работа системы ЕГР вне экологической тематики, очень малозаметна. Эта система позволяет экономить около трех процентов топлива на бензиновых моторах. Так же в ряде случаев, система ЕГР предотвращает детонацию топлива в моторе. Но, это явление и само по себе редкое и неординарное. А что касается дизельных агрегатов, то при наличии, штатно функционирующей системы EGR, они работают более плавно, мягко, тихо. Кроме того, в моторах на дизельном топливе при посредстве ЕГР, уменьшается образование сажи. Вот и все бонусы, которые предоставляет владельцу система рециркуляции отработанных газов.
Видео о ЕГР
Читайте также: Что такое ДПДЗ и какие функции он выполняет.
Зачем заглушают ЕГР
Часто можно увидеть ситуацию, когда система ЕГР, попросту заглушена. В чем же дело, не уж-то всем автомобилистам, которые так поступают, плевать на вред от автомобильных выхлопов?
На самом деле, проблема заключается в качестве топлива, на котором ездят наши автомобили. Низкое качество топлива, обуславливает кроме всего прочего, образование сажи и оседание ее на клапане ЕГР, а так же в ее магистрали. Это приводит к тому, что система либо вообще не работает, либо работает неправильно. В обеих случаях, проще ее заглушить, ибо, замена даже только клапана ЕГР, удовольствие отнюдь не дешевое. Вот и люди решают вопрос, так сказать, радикально. А поскольку никаких особых потерь отключение ЕГР не влечет, то и решаются на этот шаг, как правило, без особых колебаний.
Прокладка для заглушки ЕГР (с одним отверстием) и штатная (Chevrolet Lacetti).
Глушение системы рециркуляции отработанных газов на бензиновых двигателях, может производиться при помощи установки обычной шайбы в просвет клапана. Если для регулирования клапана ЕГР, применяются вихревые заслонки во впускном коллекторе, их нужно удалять, тоже. В дизельных же моторах, помимо механического глушения клапана ЕГР, необходимо отключить его программно. Иначе, повышается износ турбины и нарушается стабильность работы силового агрегата.
Споры по поводу глушения ЕГР, длятся до сих пор. Одни считают, что глушить эту систему можно и нужно, другие же утверждают, что после ее отключения, температура горения в цилиндрах возрастает, что приводит к более быстрой выработке ресурса двигателя и его износу.
Неисправности системы EGR
Диагностика проблем с описываемой системой, задача не столь простая, как может показаться на первый взгляд. Беда в том, что нет ярко выраженных симптомов, характерных именно для неполадок EGR. Двигатель, вроде бы троит, вроде бы сбоит, а вроде и нет. И заподозрить именно систему рециркуляции отработанных газов, в такой не стабильности работы мотора, может только профессионал. Но перед тем, проверяются различные датчики, узлы и системы автомобиля. Собственно, какие здесь могут возникнуть проблемы:
- отложение на деталях клапана ЕГР, сажи и других элементов, приводящие к заклиниванию его, в каком-либо положении;
- прогорание клапана ЕГР;
- засорение самой магистрали ЕГР;
- нарушение электронных систем управления клапаном ЕГР;
Если клапан или магистраль, банально засорены, почистить их, в общем-то, не сложно, хотя в ряде случаев, такая чистка, попросту невозможна. Ну а если клапан прогорел, то придется его менять, а это, как уже говорилось, отнюдь не дешево.
Симптомы, характерные именно для проблем с клапаном ЕГР, фактически отсутствуют. Это к примеру, нестабильная работа двигателя, в режиме холостых оборотов, немотивированные провалы в мощности, отсутствие ярко выраженного ускорения при полном открытии дроссельной заслонки, и другие признаки нарушений в работе мотора.
Так или иначе, не спешите менять клапан EGR или глушить ее, если нет явных повреждений клапана и его деталей. Возможно проблема здесь не совсем в ЕГР, ибо эта система, тесно взаимосвязана с другими узлами и системами регулирования подачи воздуха и отведения отработанных газов.
