Sistema de recirculació de gasos d’escapament

Amb els requisits creixents de les normes mediambientals, s’afegeixen sistemes addicionals a un cotxe modern que canvien els modes de funcionament del motor de combustió interna, ajusten la composició de la mescla aire-combustible, neutralitzen els compostos d’hidrocarburs continguts a l’escapament, etc.

Aquests dispositius inclouen convertidor catalític, adsorber, AdBlue i altres sistemes. Ja n’hem parlat detalladament. Ara ens centrarem en un sistema més, que tots els automobilistes estan obligats a controlar la seva capacitat de servei. Es tracta de la recirculació de gasos d’escapament. Tingueu en compte com és el dibuix del sistema, com funciona, quins tipus hi ha i també quins avantatges té.

Què és un sistema de recirculació del gas del cotxe

En la literatura tècnica i en la descripció del vehicle, aquest sistema s’anomena EGR. La descodificació d'aquesta abreviatura de l'anglès significa literalment "recirculació de gasos d'escapament". Si no aprofundeu en els detalls de les diverses modificacions dels sistemes, de fet, es tracta d’una vàlvula de recirculació que s’instal·la a la canonada que connecta els col·lectors d’admissió i d’escapament.

Aquest sistema s’instal·la en tots els motors moderns equipats amb una unitat de control electrònic. L’electrònica permet ajustar amb més precisió diversos mecanismes i processos de la unitat de potència, així com en sistemes el treball dels quals està estretament relacionat amb el funcionament del motor de combustió interna.

En un moment determinat, la solapa EGR s’obre lleugerament, a causa de la qual l’escapament entra parcialment al sistema d’admissió del motor (per obtenir més informació sobre el dispositiu i el principi del seu funcionament, llegiu en una altra ressenya). Com a resultat, el flux d’aire fresc es barreja parcialment amb els gasos d’escapament. En aquest sentit, sorgeix la pregunta: per què necessiteu gasos d’escapament al sistema d’admissió, si cal una quantitat suficient d’oxigen per al funcionament eficient del motor? Si hi ha una certa quantitat d’oxigen no cremat als gasos d’escapament, la sonda lambda pot mostrar-ho (es descriu detalladament aquí). Intentem fer front a aquesta aparent contradicció.

Finalitat del sistema de recirculació de gasos d’escapament

No és un secret per a ningú que no només s’alliberi energia decent durant la combustió del combustible comprimit i de l’aire en un cilindre. Aquest procés s’acompanya de l’alliberament d’una gran quantitat de substàncies tòxiques. Els més perillosos són els òxids de nitrogen. Parcialment són combatuts per un convertidor catalític, que s’instal·la al sistema d’escapament d’un automòbil (en quins elements consisteix aquest sistema i com funciona), es llegeix per separat).

Una altra possibilitat de reduir el contingut d’aquestes substàncies a l’escapament és canviar la composició de la mescla aire-combustible. Per exemple, la unitat de control electrònic augmenta o disminueix la quantitat de combustible injectada a la part fresca d'aire. Això s’anomena empobriment / enriquiment de MTC.

D’altra banda, com més oxigen entra al cilindre, major serà la temperatura de combustió de la barreja d’aire / combustible. Durant aquest procés, el nitrogen s’allibera de la combinació de la descomposició tèrmica de gasolina o dièsel i altes temperatures. Aquest element químic entra en una reacció oxidativa amb l’oxigen, que no va tenir temps de cremar-se. A més, la velocitat de formació d’aquests òxids està directament relacionada amb la temperatura de l’ambient de treball.

L’objectiu del sistema de recirculació és precisament reduir la quantitat d’oxigen a la part fresca d’aire. A causa de la presència d’una petita quantitat de gasos d’escapament en la composició del VTS, es proporciona un lleuger refredament del procés de combustió als cilindres. En aquest cas, l’energia del procés en si no canvia, ja que el mateix volum continua entrant al cilindre, que conté la quantitat d’oxigen necessària per encendre el combustible.

El flux de gas es considera convencionalment inert, ja que és producte de la combustió de HTS. Per aquest motiu, ja no és capaç de cremar-se. Si es barreja una certa quantitat de gasos d’escapament en una nova porció de la mescla aire-combustible, la temperatura de combustió disminuirà lleugerament. A causa d’això, el procés d’oxidació del nitrogen serà menys actiu. És cert que la recirculació redueix lleugerament la potència de la unitat de potència, però el cotxe conserva el seu dinamisme. Aquest desavantatge és tan insignificant que és gairebé impossible notar la diferència en el transport ordinari. La raó és que aquest procés no es produeix en els modes de potència del motor de combustió interna quan augmenta la seva velocitat. Només funciona a baixes i mitjanes rpm (en unitats de gasolina) o al ralentí i baixes rpm (en el cas dels motors dièsel).

Per tant, l’objectiu del sistema EGR és reduir la toxicitat de l’escapament. Gràcies a això, el cotxe té més possibilitats d’encaixar en el marc de les normes mediambientals. S'utilitza en qualsevol motor modern de combustió interna, independentment de si és de gasolina o dièsel. L'única advertència és que el sistema no és compatible amb algunes unitats equipades amb turbocompressors.

Principis generals de funcionament del sistema de recirculació de gasos d’escapament

Tot i que actualment hi ha diversos tipus de sistemes en què es realitza la connexió del col·lector d’escapament a l’entrada mitjançant una vàlvula pneumàtica, tenen un principi de funcionament comú.

La vàlvula no sempre s’obrirà. Quan un motor fred arrenca, funciona al ralentí i també quan arriba a la velocitat màxima del cigonyal, l’accelerador ha de romandre tancat. En altres modes, el sistema funcionarà i la cambra de combustió de cada grup de cilindres i pistons rebrà una petita quantitat de productes de combustió.

Si el dispositiu funciona al ralentí del motor o està en procés d’assolir la temperatura de funcionament (sobre el que hauria de ser, llegiu aquí), la unitat es tornarà inestable. La màxima eficiència de la vàlvula EGR només s’aconsegueix quan el motor funciona a prop de la rpm mitjana. En altres modes, la concentració d’òxids de nitrogen és molt menor.

Quan el motor s’escalfa, la temperatura de combustió a les cambres no és tan elevada que es forma una gran quantitat d’òxids nitrous i no es necessita una petita quantitat d’escapament per tornar als cilindres. El mateix passa a velocitats baixes. Quan el motor assoleixi la velocitat màxima, hauria de desenvolupar la màxima potència. Si s’activa la vàlvula, només interferirà, per tant, en aquest mode, el sistema estarà en un estat inactiu.

Independentment del tipus de sistemes, l’element clau en ells és una solapa que bloqueja l’accés dels gasos d’escapament al sistema d’admissió. Atès que l’alta temperatura del corrent de gas ocupa més volum que l’analògic refredat, cal refredar els gasos d’escapament de manera que l’eficiència de combustió del HTS no disminueixi. Per a això, hi ha un refrigerador o intercooler addicional associat al sistema de refrigeració del motor. El circuit de cada model de cotxe pot ser diferent, però tindrà un radiador que estabilitzarà el procés de manteniment de la temperatura òptima per al dispositiu.

Pel que fa als motors dièsel, la vàlvula en ells està oberta a XX. El buit del sistema d’admissió atrau els gasos d’escapament als cilindres. En aquest mode, el motor rep al voltant del 50 per cent dels gasos d’escapament (en relació amb l’aire fresc). A mesura que augmenta la velocitat, l’actuador de l’amortidor la mou gradualment a la posició tancada. Bàsicament és així com funciona el dièsel.

Si parlem d’una unitat de gasolina, una alta concentració de gasos d’escapament a la via d’admissió està plena d’un mal funcionament del motor de combustió interna. Per tant, en aquest cas, el funcionament del sistema és lleugerament diferent. La vàlvula s’obre quan el motor assoleix una velocitat mitjana. A més, el contingut d’escapament d’una porció nova de BTC no hauria de superar el 10 per cent.

El controlador coneix la regeneració incorrecta mitjançant el senyal de Check Engine al tauler. A continuació, es detallen els principals avenços que pot tenir aquest sistema:

• El sensor d'obertura de solapa s'ha trencat. Normalment, excepte una dosificació incorrecta i una bombeta que s’encén a l’ordre, no passa res crític.
• Danys a la vàlvula o al seu sensor. El principal motiu d’aquest mal funcionament és el contacte constant amb els gasos calents que surten del motor. Segons el tipus de sistema, el desglossament d’aquest element pot anar acompanyat d’un esgotament o d’un enriquiment invers del MTC. Si els motors fan servir un sistema combinat equipat amb sensors com MAF i MAP, al ralentí la barreja s’enriqueix excessivament i a una velocitat elevada del cigonyal, el BTC és dramàticament més prim.

Quan el sistema falla, la gasolina o el gasoil cremen malament, a causa dels quals es produeixen malfuncions que s’acompanyen, per exemple, la vida útil del catalitzador es redueix bruscament. Així és com es veu el comportament del motor a la pràctica amb un mecanisme defectuós de retorn de gasos d’escapament.

Per estabilitzar el ralentí, la unitat de control ajusta el funcionament del sistema de combustible i l’encesa (si es tracta d’una unitat de gasolina). Tot i això, no pot fer front a aquesta tasca en mode transitori, ja que l’obertura de l’accelerador augmenta molt el buit i la pressió d’escapament augmenta bruscament, a causa de la qual més gasos d’escapament flueixen a través de l’amortidor obert.

Com a resultat, el motor no rep la quantitat d’oxigen necessària per a la combustió completa del combustible. Depenent del grau d’avaria, el cotxe pot patir, faltar, inestabilitat o absència completa de XX, el motor de combustió interna pot arrencar malament, etc.

La lubricació a la boira és present al col·lector d’admissió de la unitat. Amb el seu contacte constant amb els gasos d’escapament calents, les superfícies interiors del col·lector, les vàlvules, la superfície exterior dels injectors i les bugies es cobriran ràpidament amb dipòsits de carboni. En alguns casos, el combustible es pot encendre abans que el BTC entri al cilindre (si premeu fortament el pedal de l’accelerador).

Pel que fa a la velocitat de ralentí inestable, en cas de fallada de la vàlvula Ugr, pot desaparèixer completament o pot arribar a límits crítics. Si el cotxe està equipat amb una transmissió automàtica, el motorista del segon cas aviat haurà de gastar diners en la reparació de la transmissió automàtica. Atès que cada fabricant implementa el procés de recirculació de gasos d’escapament a la seva manera, el mal funcionament d’aquest sistema és individual. A més, les conseqüències d'això estan directament influïdes per l'estat tècnic de la unitat de potència, el sistema d'encesa i el sistema de combustible.

La desactivació del sistema farà que el motor dièsel funcioni més al ralentí. Un motor de gasolina experimentarà un consum de combustible ineficient. En alguns casos, el catalitzador s’obstrueix més ràpidament a causa de la gran quantitat de sutge que apareix com a resultat d’utilitzar una barreja d’aire i combustible incorrecta. La raó és que l'electrònica d'un cotxe modern està dissenyada per a aquest sistema. Per evitar que la unitat de control faci una esmena per a la recirculació, haureu de reescriure-la, com passa amb la sintonització de xips (consulteu aquest procediment aquí).

Tipus de sistemes de recirculació

En un cotxe modern, es pot instal·lar un dels tres tipus de sistemes EGR a la unitat de potència:

1. D'acord amb la norma ecològica Euro4. Es tracta d’un sistema d’alta pressió. La solapa es troba directament entre els col·lectors d’admissió i d’escapament. A la sortida del motor, el mecanisme es troba davant de la turbina. En aquest cas, s’utilitza una vàlvula electro-pneumàtica (anteriorment s’utilitzava un anàleg pneumotecnic). L’acció d’aquest esquema és la següent. Vàlvula reguladora tancat: el motor està al ralentí. El buit a la via d’admissió és petit, de manera que la solapa està tancada. En prémer l’accelerador, el buit a la cavitat augmenta. Com a resultat, es crea una contrapressió al sistema d’admissió, per la qual cosa la vàlvula s’obre completament. Es retorna una certa quantitat de gasos d’escapament als cilindres. En aquest cas, la turbina no funcionarà, ja que la pressió dels gasos d’escapament és baixa i no poden fer girar el seu impulsor. Les vàlvules pneumàtiques no es tanquen després d'obrir-se fins que la velocitat del motor cau al valor adequat. En sistemes més moderns, el disseny de recirculació inclou vàlvules i sensors addicionals que ajusten el procés d’acord amb els modes del motor.
2. D'acord amb la norma ecològica Euro5. Aquest sistema és a baixa pressió. En aquest cas, el disseny es modifica lleugerament. L 'amortidor es troba a la zona que hi ha darrere del filtre de partícules (per què es necessita i com funciona), llegiu aquí) al sistema d’escapament i a l’entrada - davant del turbocompressor. L’avantatge d’aquesta modificació és que els gasos d’escapament tenen temps de refredar-se lleugerament i, a causa del seu pas pel filtre, s’alliberen de sutge i altres components, a causa dels quals el dispositiu del sistema anterior té una vida útil més curta. Aquesta disposició proporciona el retorn de gasos d’escapament també en mode de turboalimentació, ja que l’escapament passa completament a través de l’impulsor de la turbina i el fa girar. Gràcies a aquest dispositiu, el sistema no redueix la potència del motor (com diuen alguns automobilistes, no "sufoca" el motor). En molts models moderns de vehicles, el filtre de partícules i el catalitzador es regeneren. A causa del fet que la vàlvula i el seu sensor es troben més lluny de la unitat carregada tèrmicament del cotxe, sovint no fallen després de diversos procediments d’aquest tipus. Durant la regeneració, la vàlvula es tancarà ja que el motor necessita combustible addicional i més oxigen per elevar temporalment la temperatura al DPF i cremar el sutge que conté.
3. D'acord amb la norma ecològica Euro6. Es tracta d’un sistema combinat. El seu disseny consta d’elements que formen part dels dispositius descrits anteriorment. Atès que cadascun d'aquests sistemes funciona només en el seu propi mode, els sistemes d'admissió i d'escapament del motor de combustió interna estan equipats amb vàlvules provinents d'ambdós tipus de mecanismes de recirculació. Quan la pressió del col·lector d’admissió és baixa, s’activa un escenari típic de l’indicador Euro 5 (baixa pressió) i, quan augmenta la càrrega, s’activa l’escenari que s’utilitza en automòbils que compleixen la norma ecològica Euro 4 ( pressió alta).

És així com funcionen sistemes que pertanyen al tipus de recirculació externa (el procés té lloc fora de la unitat de potència). A més, hi ha un tipus que proporciona un subministrament intern de gasos d’escapament. És capaç de treure part de l’escapament com si entrés al col·lector d’admissió. Només es garanteix aquest procés mitjançant una lleugera arrencada dels arbres de lleves. Per a això, s’instal·la addicionalment un canvi de fase al mecanisme de distribució de gas. Aquest element, en un determinat mode de funcionament del motor de combustió interna, modifica lleugerament la sincronització de la vàlvula (quin és i quin valor tenen per al motor, es descriu per separat).

En aquest cas, les dues vàlvules del cilindre s’obren en un moment determinat. La concentració de gasos d’escapament a la porció BTC fresca depèn del temps que aquestes vàlvules estiguin obertes. Durant aquest procediment, l’entrada s’obre abans que el pistó arribi al punt mort superior i la sortida es tanca just abans del TDC del pistó. A causa d’aquest curt període, una petita quantitat d’escapament flueix al sistema d’admissió i després és aspirada al cilindre mentre el pistó es mou cap a BDC.

L’avantatge d’aquesta modificació és una distribució més uniforme dels gasos d’escapament als cilindres, així com la velocitat del sistema és molt superior a la del recirculació externa.

Els moderns sistemes de recirculació inclouen un radiador addicional, l’intercanviador de calor permet refredar ràpidament els gasos d’escapament abans d’entrar a la via d’admissió. És impossible especificar la configuració exacta d’aquest sistema, ja que els fabricants d’automòbils implementen aquest procés d’acord amb diferents esquemes i és possible que hi hagi elements de control addicionals al dispositiu.

Vàlvules de recirculació de gasos

A part, cal esmentar les varietats de vàlvules EGR. Es diferencien entre si per la manera de governar-se. Segons aquesta classificació, tots els mecanismes es divideixen en:

• Vàlvules pneumàtiques. Aquest tipus de dispositius rarament s’utilitzen. Tenen un principi de funcionament al buit. El solapa s’obre pel buit generat a la via d’admissió.
• Electro-pneumàtic. Una electrovàlvula controlada per una ECU està connectada a la vàlvula pneumàtica en aquest sistema. L'electrònica del sistema integrat analitza els modes del motor i, en conseqüència, ajusta el funcionament de l'amortidor. La unitat de control electrònic rep senyals de sensors de temperatura i pressió de l’aire, temperatura del refrigerant, etc. i, en funció de les dades rebudes, activa la transmissió elèctrica del dispositiu. La particularitat d’aquestes vàlvules és que l’amortidor en elles està obert o tancat. El buit del sistema d’admissió es pot crear mitjançant una bomba de buit addicional.
• Electrònica. Aquest és el desenvolupament més recent de mecanismes. Les electrovàlvules funcionen directament des dels senyals de l’ECU. L’avantatge d’aquesta modificació és el seu bon funcionament. S'aconsegueix mitjançant tres posicions d'amortiment. Això permet al sistema ajustar automàticament la dosi de gasos d’escapament d’acord amb el mode de motor de combustió interna. El sistema no utilitza buit a la via d’admissió per controlar la vàlvula.

Beneficis del sistema de recirculació

Contràriament a la creença popular que el sistema de compatibilitat amb el medi ambient d’un vehicle no és beneficiós per al grup motriu, la recirculació de gasos d’escapament té alguns avantatges. És possible que algú no entengui per què instal·lar un sistema que redueixi la potència del motor de combustió interna, si es poden utilitzar neutralitzadors addicionals (però en aquest cas, el sistema d’escapament serà literalment “daurat”, ja que els metalls preciosos s’utilitzen per neutralitzar substàncies tòxiques) . Per aquest motiu, els propietaris d’aquestes màquines de vegades estan configurats per desactivar el sistema. Malgrat els aparents desavantatges, la recirculació de gasos d’escapament és fins i tot una mica beneficiosa per a la unitat de potència.

A continuació, es detallen alguns dels motius d’aquest procés:

1. En un motor de gasolina, a causa del baix nombre d’octans (sobre què és i quin paper afecta aquest paràmetre al motor de combustió interna, llegiu per separat) sovint es produeix una detonació de combustible. La presència d’aquest mal funcionament serà indicada pel sensor del mateix nom, que es descriu amb detall aquí... La presència d’un sistema de recirculació elimina aquest efecte negatiu. Malgrat l'aparent contradicció, la presència d'una vàlvula egr, al contrari, permet augmentar la potència de la unitat, per exemple, si s'estableix un temps d'encesa diferent per a una ignició anterior.
2. El següent avantatge també s'aplica als motors de gasolina. A l’accelerador d’aquests ICE, sovint hi ha una gran caiguda de pressió, a causa de la qual cosa hi ha una petita pèrdua de potència. L'operació de recirculació també permet reduir aquest efecte.
3. Pel que fa als motors dièsel, en la modalitat XX, el sistema proporciona un funcionament més suau del motor de combustió interna.
4. Si el cotxe passa el control ambiental (per exemple, quan es creua la frontera amb els països de la UE, aquest procediment és obligatori), la presència de reciclatge augmenta les possibilitats de passar aquest control i obtenir un passi.

En la majoria de models d’automòbils, el sistema de recirculació no és tan fàcil d’apagar i, per tal que el motor funcioni de manera estable sense ell, caldrà fer ajustos addicionals de la unitat de control electrònic. La instal·lació d’un altre programari evitarà que l’ECU respongui a la manca de senyals dels sensors EGR. Però no hi ha aquests programes de fàbrica, de manera que, canviant la configuració de l’electrònica, el propietari del cotxe actua sota el seu propi risc i risc.

En conclusió, oferim un petit vídeo animat sobre com funciona la recirculació al motor:

Una explicació senzilla de la recirculació de gasos d’escapament (EGR)

Preguntes i respostes:

Com comprovar la vàlvula EGR? Els contactes de la vàlvula estan alimentats. S'ha de sentir un clic. Altres procediments depenen del lloc d'instal·lació. Bàsicament, cal prémer lleugerament la membrana de buit mentre el motor està en marxa.

Per a què serveix una vàlvula EGR? Aquest és un element necessari per reduir el contingut de substàncies nocives a l'escapament (alguns dels gasos es dirigeixen al col·lector d'admissió) i per augmentar el rendiment de la unitat.

On es troba la vàlvula EGR? Depèn del disseny del motor. Heu de buscar-lo a la zona del col·lector d'admissió (al propi col·lector o a la canonada que connecta l'admissió al motor).

Com funciona una vàlvula d'escapament? Quan s'obre més l'accelerador, a causa de la diferència de pressió en els col·lectors d'admissió i d'escapament, una part dels gasos d'escapament s'aspira al sistema d'admissió del motor de combustió interna a través de la vàlvula EGR.