РЕЦИРКУЛАЦИЯ НА ОТРАБОТЕНИТЕ ГАЗОВЕ (EGR)

12/07/2020 Как се прави Leave a comment 4,154 Views

Системата за рециркулация на отработените газове (EGR) намалява емисиите на NOx в двигателите с вътрешно горене. Системата е подложена на много големи натоварвания, което може да създаде проблеми, особено при превозни средства с голям пробег. Съвременните двигатели, които работят с висока степен на компресия и при високи температури, имат склонност да отделят високо ниво на азотни окиси (NO_X). Емисиите на азотните окиси могат да бъдат ограничени, като известна част от изгорелите газове бъде върната в горивната камера. По такъв начин, освен редуцираното отделяне на азотни окиси, ефективно се понижава и температурата на горене. Когато рециклирането на изгорелите газове е добре контролирано, то почти не се отразява на работата на двигателя. Системата за рециркулация на изгорелите газове при съвременните двигатели се управлява от ЕБУ. EGR се активира само когато двигателят е достигнал нормалната си работна температура и в режим на частично натоварване. ЕБУ следи връщаното от EGR датчика напрежение и регулира сигнала, активиращ контролния вакуум елемент, който отваря EGR клапана, за да пропусне точно измерено количество изгорели газове към смукателния колектор. Производителите на автомобили бяха принудени още повече да намалят емисиите на отработени газове в резултат на все по-строгото законодателство. Това важи както за дизеловите, така и за бензиновите двигатели. Системата за рециркулация на отработените газове помага за намаляване на емисиите на азотен оксид. При бензиновите двигатели системата намалява и разхода на гориво, когато двигателят работи при частично натоварване. Ако температурата на горене е висока, в горивната камера на двигателя се образуват азотни оксиди. Температурата на горене в горивната камера се намалява чрез рециркулация на част от емисиите на отработените газове обратно към свежия входящ въздух. По-ниската температура на горене води до по-малко азотен оксид.

Степента на рециркулация на отработените газове за дизелови и бензинови двигатели е показана в следната таблица:

	дизел	бензин	Бензин ( двигател с директно впръскване)
EGR норма (макс.)	50%	20%	До 50% (в зависимост от работата на двигателя, хомогенно или стратифицирано зареждане)
Температура на отработените газове, когато системата EGR е активна	450 ° С	650 ° С	450 ° C до 650 ° C
Защо се използва EGR система?	За намаляване на азотния оксид, частиците сажди и шума	За намаляване на азотния оксид и разхода на гориво	За намаляване на азотния оксид и разхода на гориво

EGR съдържа следните компоненти: контролен електромагнитен клапан (EGR CS) и управляван чрез вакуум EGR клапан. EGR CS се захранва от главното реле на системата. Смукателният и изпускателният колектор са свързани посредством канал, чието отваряне или затваряне се контролира от EGR клапана. Обикновено EGR клапанът е затворено положение под натиска на спирална пружина. Когато EGR CS получи сигнал от ЕБУ, той се активира, позволявайки на вакуума да въздейства на EGR клапана, който се отваря и пропуска точно премерено количество изгорели газове към смукателния колектор. Времето, през което EGR клапанът остава в отворено положение, се изменя в зависимост от контролния сигнал към EGR CS с работен цикъл, който се променя в зависимост от необходимата степен на контрол. EGR се контролира от ЕБУ с оглед на скоростта на автомобила и натоварването на двигателя. Пропускането на отработени газове към смукателния колектор не трябва да става по време на празен ход или пълно натоварване на двигателя (незaвисимо от температурата на двигателя), а също така при стартиране и в режим на подгряване на автомобила. Когато условията за рециркулация на изгорелите газове са подходящи, ЕБУ се обръща към диаграма с данни за степента на отваряне, при която към смукателния колектор се пропускат точно премерено количество изгорели газове. EGR CS се контролира от преминаващите през EGR усилвателя сигнали на ЕБУ. Степента на отваряне на EGR клапана се следи от сензорния клапан, който подава тази информация към ЕБУ. ЕБУ сравнява получения от датчика сигнал с данните в диаграмата. Ако двете стойности се различават, ЕБУ подава сигнал към EGR CS, за да направи необходимата корекция. Този процес тече непрекъснато, докато EGR системата е активирана. Датчикът за степента на повдигане на EGR клапана е трипроводников със съпротивление, чието изменение зависи от положението на клапана. Датчикът се захранва с 5V опорно напрежение и се замасява през обратната връзка на датчиците към маса на ЕБУ. Връщаното към ЕБУ сигнално напрежение варира от 1,2 до 4,3V в зависимост от положението на клапана.

EGR КЛАПА: ФУНКЦИЯ

Тук трябва да се прави разлика между два вида рециркулация на отработените газове: „вътрешна“ и „външна“ рециркулация на отработените газове. С вътрешната рециркулация на отработените газове, емисиите на отработените газове и прясната смес се смесват вътре в горивната камера. При всички четиритактови двигатели това се постига чрез свързаното със системата припокриване между входящите и изпускателните клапани. Конструкцията означава, че скоростта на рециркулация на отработените газове е много ниска и може да се повлияе само в ограничена степен. Едва след развитието на променливото управление на клапана е възможно активно влияние върху скоростта на рециркулация по начин, зависим от натоварването и оборотите в минута. Външната рециркулация на отработените газове се извършва с помощта на допълнителна линия между изпускателния колектор / изпускателната тръба и всмукателния колектор, както и EGR клапана.

Пневматичен EGR клапан

Първите системи се управляваха от клапан, който се отваряше или затваря от вакуумна клетка (пневматично задвижване). В този контекст налягането в индукционната тръба служи като контролна променлива за вакуумната клетка. По този начин положението на клапана зависи от работното състояние на двигателя.За да се повлияе в по-голяма степен на рециркулацията на отработените газове, бяха инсталирани пневматични възвратни клапани и ограничители на налягането, както и закъснителни клапани. Някои системи също участват в обратното налягане на отработените газове като контролно налягане за вакуумната клетка. В някои работни състояния рециркулацията на отработените газове се изключва изцяло. Това се активира чрез инсталиране на електрически превключващи вентили в контролната линия. Въпреки тези възможности за влияние върху скоростта на рециркулация, системата винаги зависи от състоянието на натоварването на двигателя и свързания с него вакуум на индукционната тръба за контрол на вакуумната клетка.

Електрически EGR клапан

За да отговорят на изискванията, поставени на съвременните двигатели независимо от вакуума на индукционната тръба, са разработени електрически задвижвания за рециркулационните клапани на отработените газове. Сензорите за откриване на положението на клапана бяха интегрирани едновременно. Тези разработки позволяват прецизен контрол с кратки времена за регулиране. В допълнение към стъпкови двигатели, линейни соленоиди и въртящи се соленоиди, моторите с постоянен ток се използват и като електрически задвижвания. Самият контролен клапан също се променя с течение на времето.

РСМ използва RPM и информацията от следните сензори за да регулира клапана:

сензора за температурата на двигателя (ЕСТ)

сензора за пемпературата на входящия въздух (IAT)

сензора за дроселовата клапа (TPS)

сензора за разреждането в смукателния колектор (МАР)

park/neutral позиционния ключ (PNP)

сензора за скоростта на автомобила (VSS)

КОМПОНЕНТИ В СИСТЕМА

EGR клапанът е най-важният компонент в системата. Той установява връзка между изпускателната тръба и всмукателната секция. В зависимост от начина на управление, EGR клапанът освобождава отвора на клапана и позволява изпускателните емисии да постъпват във всмукателния колектор. EGR клапанът се предлага в различни версии: Единични или двойно-мембранни версии, със и без обратна връзка за положение или температурен датчик и – разбира се – с електрическо управление. Обратна връзка за позицията означава, че потенциометърът е монтиран на клапана на EGR. Този потенциометър изпраща сигналите на управляващия блок относно положението на клапана. Това дава възможност рециркулираното количество отработени емисии да бъде точно записано във всички състояния на натоварване. Ако е монтиран температурен датчик, той се използва за извършване на самодиагностика на EGR клапана.

Датчик за налягане

Целта на датчиците за налягане е да контролират вакуума, необходим за EGR клапана. Те настройват вакуума според съответното състояние на натоварване на двигателя, така че да поддържат точно определена скорост на рециркулация. Те се управляват механично или електрически.

Термо клапи

Те изпълняват подобна задача като датчиците за налягане, но са зависими от температурата. Преобразуватели на налягане и термоклапи също могат да се комбинират.

Възникване на неизправности и техните причини

Поради високите натоварвания, които трябва да издържа, EGR клапанът несъмнено е най-големият източник на неизправности. Масло и сажди от емисиите на отработените газове пречат на клапана, а напречното сечение на отвора на клапана намалява с течение на времето, докато напълно се затвори. Това води до постоянно намаляване на рециркулираното количество отработени емисии и това се отразява в ефективността на емисиите на отработени газове. Високите топлинни натоварвания допълнително улесняват този процес. В много случаи маркучната система за вакуума също е причина за неизправности. Вакуумът, необходим за EGR клапана, може да се загуби поради течове, което означава, че клапанът вече не се отваря. Ако EGR клапанът не работи поради липса на вакуум, това може, разбира се, да бъде причинено и от дефектен датчик за налягане или термоклапан, който не работи правилно. Има няколко начина за проверка на системата за рециркулация на отработените газове. Кой метод ще изберете зависи от това дали системата е в състояние да извършва самодиагностика или не. Системите, които не могат да извършват самодиагностика, могат да бъдат проверени с помощта на мултицет, ръчна вакуумна помпа и цифров термометър. Въпреки това, преди да започнете да провеждате сложни тестове, извършете визуална проверка на всички компоненти, свързани със системата. Това означава да проверите следното:

Всички вакуумни линии ли са херметични, правилно свързани?
Правилно ли са свързани всички електрически връзки? Добре ли са кабелите?
Има ли течове по клапата на EGR или свързаните тръбопроводи?

Ако по време на визуалната проверка не се открият дефекти, проверете системата, като използвате други тестове и измервания.

Проверка на управлявани от вакуум EGR клапани на бензинови двигатели

Следната процедура се прилага при проверка на вакуум-регулирани EGR клапани:

КЛАПАНИ С ЕДИННА ДИАФРАГМА

Когато двигателят е изключен, издърпайте вакуумната линия и свържете ръчната вакуумна помпа. Създайте вакуум около 300 mbar. Ако клапанът е наред, налягането не трябва да пада в рамките на 5 минути. Повторете теста с работещ двигател и при работна температура. С разлика в налягането прибл. 300 mbar, режимът на празен ход трябва да се влоши или двигателят трябва да се изключи. Ако вентилът е снабден с температурен датчик, сензорът също може да бъде проверен. За целта махнете сензора за температура и измерете съпротивлението. Следващата таблица изброява приблизителните стойности на съпротивлението за отделни температури:

Температурна устойчивост
20 ° C> 1000 k Ω
70 ° C 60 – 280 k Ω
100 ° C 60 – 120 k Ω

Използвайте пистолет или топла вода за загряване. С помощта на цифровия термометър проверете температурата, за да сравните измерените стойности с референтните стойности.

КЛАПАНИ С ДВЕ ДИАФРАГМИ

Вентилите с вакуумни връзки, които са изместени отстрани, се отварят само с едно свързване. Те могат да бъдат разположени една над друга или да се изместват отстрани на едно ниво. Вентилите, където вакуумните връзки са разположени една над друга, работят на два етапа. Горната връзка частично отваря клапана, а долната връзка напълно отваря клапана. Вентилите с вакуумни връзки, които са изместени отстрани, се отварят само с една връзка. За маркиране на връзките се използва цветно кодиране.

Тук са възможни следните комбинации:

Черно и кафяво
Червено и кафяво
Червено и синьо

Вакуумното захранване трябва да бъде свързано към червената или черната връзка.

Тестовете за течове се извършват при същите условия като за клапани с една диафрагма, но трябва да се извършват и при двете вакуумни връзки. За да проверите подаването на вакуум към клапана, ръчната вакуумна помпа може да се използва като манометър. Той трябва да бъде свързан към захранващата линия на EGR клапана. При работещ двигател се показва преобладаващият вакуум. При клапани с връзки, разположени една над друга, ръчната вакуумна помпа трябва да бъде свързана към линията на долната връзка; ако връзките са изместени отстрани, те трябва да бъдат свързани към линията на червената или черната връзка.

EGR клапани на дизелови двигатели

EGR клапаните на дизелови двигатели могат да бъдат проверени по същия начин, както при бензиновите двигатели: При изключен двигател генерирайте вакуум от около 500 mbar, използвайки ръчната вакуумна помпа. Този вакуум трябва да се поддържа в продължение на 5 минути и не трябва да пада. Можете също така да направите визуален преглед. За целта отново генерирайте вакуум чрез вакуумната връзка, като използвате ръчната вакуумна помпа. Следете пръта на клапана (връзката между диафрагмата и клапана) през отворите. Тя трябва да се движи плавно, когато се задейства ръчната вакуумна помпа.

EGR клапани с потенциометър

Някои EGR клапани идват с потенциометър, който отчита положението на клапана. Тези EGR клапани се проверяват, както е описано по-горе. Когато проверявате потенциометъра, действайте по следния начин:
Извадете 3-пиновия конектор и измервайте общото съпротивление на щифт 2 и щифт 3 на потенциометъра, като използвате мултицет. Измерената стойност трябва да бъде между 1500 ома и 2500 ома. За да измерите съпротивлението на плъзгача, свържете мултицета към щифт 1 и щифт 2. Използвайте ръчната вакуумна помпа, бавно отворете клапана. Измерената стойност трябва да започне от около 700 ома и да се увеличи до 2500 ома.

Проверка на механични датчици за налягане

По време на тази проверка ръчната вакуумна помпа не се използва за генериране на вакуум, а вместо това се използва като манометър. Извадете вакуумния маркуч от преобразувателя на налягане към клапан EGR на датчика за налягане и свържете вакуумната помпа. Стартирайте двигателя и бавно преместете връзката на датчика за налягане. Дисплеят на манометъра на вакуумната помпа трябва да се промени.

Проверка на електропневматични датчици за налягане

Ръчната вакуумна помпа се използва като манометър и в този случай. Той е свързан отново с електропневматичния датчик за налягане при вакуумната връзка към EGR клапана. Стартирайте двигателя и извадете конектора на електрическата връзка на датчика за налягане. Вакуумът, показан на манометъра, не трябва да надвишава 60 mbar. Поставете отново конектора и увеличете оборотите на двигателя. Стойността, показана на манометъра, трябва да се увеличава едновременно. За да проверите съпротивлението на намотката на датчика за налягане, извадете електрическия конектор отново и свържете мултицет към двете връзки. Стойността на съпротивлението трябва да бъде между 4 ома и 20 ома. За да проверите контрола на датчика за налягане, свържете мултицета към съединенията на конектора и следете стойността на напрежението, което се показва. Тя трябва да се променя в съответствие с промените в оборотите на двигателя.

Проверка на електрически датчици за налягане

Методът за проверка на електрически датчици за налягане е идентичен с този за проверка на електрически превключвателни клапани.

Проверка на електрически превключващи клапани

Електрическите превключвателни клапани имат три вакуумни връзки. Ако са само с две връзки, към третата връзка е поставена незатваряща капачка. За да се извърши проверката, ръчната вакуумна помпа може да се използва за извършване на тест за непрекъснатост на изходните линии на превключвателния клапан. За целта свържете вакуумната помпа към изходна линия. Ако може да се генерира вакуум, превключвателният клапан трябва да се захранва с напрежение.

ВАЖНО:

Ако полярността на връзките (+ и -) е посочена при връзката на превключвателния клапан, те не трябва да се смесват. Ако напрежението е било приложено към превключвателния клапан, то трябва да се промени и генерираният вакуум пада. Повторете проверката за другата връзка.

Проверка на термоклапи

За да проверите термоклапаните, извадете вакуумните маркучи. Свържете ръчната вакуумна помпа към централната връзка. Когато двигателят е студен, не трябва да има проход в термоклапана. Когато двигателят е на работна температура, клапанът трябва да отвори прохода. За да бъде независима от температурата на двигателя, термоклапана може да се свали и нагрее на водна баня или с помощта на пистолет. Когато правите това, постоянно следете температурата, за да разберете какви са превключвателните точки. Всички изброени тук тестови стойности са приблизителни. За получаване на точни данни трябва да се осигурят специфични за превозното средство диаграми за връзка и стойности за изпитване.

EGR системите с възможност за диагностика могат да бъдат проверени с подходящ диагностичен блок. Отново решаващият фактор е тестовата дълбочина на използваното устройство и системата, която се проверява. Понякога е възможно само да прочетете паметта на повредата, но в други случаи можете също да прочетете измерени стойности на блокове и да извършите тест на задвижването. Основният аспект в този контекст е също така да се проверят компоненти, които имат само косвено влияние върху EGR системата. Това може да бъде например сензорът за маса на въздуха или температурата на двигателя. Ако управляващото устройство получи неправилна стойност от сензора за въздушна маса, тогава количеството емисии на отработените газове, които трябва да бъдат рециркулирани, също ще се изчисли неправилно. Това може да влоши стойностите на емисиите и да доведе до големи проблеми при работата на двигателя. При електрически EGR клапани е възможно да не се показват грешки по време на диагностиката, а тестът на задвижването също не показва проблем. В този случай клапанът може да бъде силно замърсен, което означава, че отворът на клапана вече не осигурява напречното сечение, което се изисква от контролния блок. Ето защо е препоръчително да премахнете EGR клапана и да го проверите за замърсяване.

ENGINEERING AND TECHNOLOGY IN TRANSPORT Diagnostics and repair