Как влияет отключение EGR на температурный режим дизеля?
Введение: в интернете распространен миф о том, что при глушении и отключении клапана EGR двигатель якобы будет перегреваться, и причиной этого — якобы увеличение температуры в камере сгорания при замене отработанных газов на чистый воздух.
Почему это не так — описано ниже.
Чтобы понять, как связано отключение (глушение) ЕГР с температурным режимом двигателя на дизеле, достаточно ответить на несколько простых вопросов:
1. На каком составе топливо-воздушной смеси (далее — ТВС) работает дизельный ДВС? Как влияет увеличение количества кислорода на дизельный ДВС при неизменном количестве топлива? Ответ: в отличие от бензинового мотора, дизель ВСЕГДА работает на ИЗБЫТКЕ воздуха, то есть на БЕДНОЙ или СУПЕРБЕДНОЙ СМЕСИ. Если мы увеличим поступление кислорода на дизельном двигателе, это практически никак не повлияет на количество сгорающего топлива, ибо воздуха и так в избытке.
Соответственно, объем циклового заряда ТВС не увеличится, если только параллельно не увеличить топливоподачу. Однако, в дизельном моторе, в отличие от бензинового, топливоподача не определяется количеством воздуха (смесь не дросселируется). Наоборот, количество топлива само по себе является определяющим, а наддув уже подстроен под топливо.
2. Как работает клапан ЕГР, для чего он нужен, каков механизм его функционирования? Ответ: клапан препятствует чрезмерному образованию оксидов азота (NOx) в отработанных газах (далее — ОГ), образующихся в камере сгорания при воспламенении ТВС. Снижение концентрации NOx происходит за счет снижения концентрации азота и кислорода в ТВС, путем частичного перекрытия потока чистого воздуха и замещения части воздуха на ОГ из выпуска.
3. Какова температура ОГ, подмешиваемых клапаном ЕГР во впуск? И какова температура чистого воздуха, которым мы замещаем часть ОГ при глушении клапана ЕГР? Ответ: ОГ на дизеле имеют температуру, в среднем, от 200 до 700 градусов Цельсия.
4. В каких режимах работы двигателя наиболее опасен перегрев дизельного мотора? Ответ: в МОЩНОСТНОМ режиме, т.е. в режиме «газ в пол». Перегрев, особенно — локальный с образованием микротрещин в ГБЦ — опасен в режимах максимальных нагрузок, когда недостаточно времени на теплоотвод от ГБЦ. Во всех остальных режимах дизель всегда «холодный», температура его работы существенно ниже (температура ОГ 200-300 градусов), чем у бензиновых моторов аналогичного объема (ОГ 400-700 градусов).
5. В каких режимах работы двигателя функционирует клапан ЕГР, а в каких он полностью закрывается по команде с ЭБУ? Ответ: клапан ЕГР открыт на холостом ходу, а также в режиме частичных нагрузок.
6. Как осуществляется аварийное регулирование ЭБУ в ситуациях перегрева дизельного двигателя? Ответ: в числе экстренных мер при перегреве на всех дизельных моторах ЭБУ ВСЕГДА ПОЛНОСТЬЮ ЗАКРЫВАЕТ КЛАПАН ЕГР. Ответ на этот вопрос дополнит выводы, сделанные в п.4. и п. 5.
Иными словами, само по себе глушение и отключение EGR в программе НЕ ПРИВОДИТ К ПЕРЕГРЕВУ МОТОРА. Рассказы про трещины в ГБЦ — либо совпадение, либо результат иного вмешательства, а не глушения клапана ЕГР. Например, установка тюнинг-бокса (который просто увеличивает топливоподачу) — это реально ПОВЫШАЕТ ТЕМПЕРАТУРУ и может привести к перегреву.
PS. Еще одна «обратная сторона» работы клапана EGR — существенное увеличение образования сажи и нагара. Из-за ограничения чистого воздуха (подмены его на ОГ) часть топлива действительно сгорает не полностью, и выброс сажевых частиц при работе ЕГР феерически растет.
Последствия для мотора — вполне очевидны, в том числе это преждевременный выход из строя сажевого фильтра и катализатора, залипание механизмов (сам клапан, заслонки впускного коллектора и т.д.), а также абразивное действие сажи на компоненты ДВС.
Отключение егр на дизеле последствия. Удаление клапана егр
Назначение и принцип действия клапана рециркуляции ОГ (отработавшие газы)
Как известно, наиболее токсичными составляющими выхлопных газов автомобилей являются углеводороды, оксиды углерода и оксиды азота. С первыми двумя довольно эффективно справляется каталитический нейтрализатор, оксиды же азота «отсеиваются» им недостаточно. Для уменьшения вредных выбросов оксидов азота и была создана EGR (Exhaust Gas Recirculation) – система рециркуляции выхлопных газов. Она не предназначена для улучшения технических характеристик мотора, а устанавливается исключительно из экологических соображений.
Идея заключается в том, чтобы на определенных режимах работы двигателя подавать некоторую часть отработанных газов из выпускного коллектора во впускной.
Повышенное содержание окислов азота в выбросах ДВС вызывается высокой температурой в камере сгорания. Катализатором реакции горения является кислород: чем больше кислорода – тем выше температура. А если подмешать к воздуху выхлопные газы, то содержание кислорода в нем уменьшится. В результате температура сгорания смеси и, соответственно, токсичность выхлопных газов понижаются.
EGR устанавливается и на бензиновые (кроме турбированных), и на дизельные двигатели. За счет избытка воздуха в дизеле образуется большее количество оксидов азота. Кроме улучшения экологических показателей (выброс NOx снижается до 50%), имеются еще некоторые «побочные» положительные последствия. В бензиновых моторах порция выхлопных газов, снижая разряжение во впускном коллекторе, уменьшает насосные потери, что способствует снижению расхода топлива на 2-3%. Работа при пониженной температуре в бензиновых двигателях снижает риск возникновения детонации, а работа дизельных моторов становится более мягкой. Выброс сажи у дизелей с системой EGR уменьшается на10%.
Алгоритм работы EGR зависит от типа двигателя. В дизелях клапан открывается на холостом ходу и подает до 50% объема воздуха на впуске. С ростом оборотов клапан пропорционально закрывается до полного закрытия при максимальной нагрузке. При прогреве мотора клапан также полностью закрыт. В бензиновых двигателях EGR не включается на холодном двигателе, на холостом ходу и на оборотах максимального крутящего момента. При низкой и средней нагрузке система обеспечивает 5-10% подаваемого на впуск воздуха.
Стоит отметить, что EGR зачастую превращается в головную боль для наших автомобилистов. Система довольно капризна, при ее работе (особенно на отечественном топливе) клапан EGR, впускной коллектор и находящиеся в нем датчики покрываются нагаром, что приводит к нестабильной работе двигателя. Клапан EGR – деталь дорогостоящая, поэтому многие автовладельцы вместо его замены прибегают к глушению всей системы.
А почему EGR не устанавливается на бензиновые турбодвигатели? На атмосферных двигателях система работает практически только на средних оборотах.
Типы конструкций
Хотя принцип работы всех систем одинаков, их конструктивное исполнение отличается большим разнообразием. В любой системе EGR главной деталью является клапан.
Клапан EGR может устанавливаться на впускном коллекторе, во всасывающем тракте, или непосредственно на блок дроссельных заслонок. Так как в дизельных двигателях система EGR перепускает большее количество отработанных газов, то и клапаны в таких системах имеют перепускное отверстие большего диаметра по сравнению с бензиновыми. В некоторых дизелях, особенно турбированных, давление на впуске может превышать давление на выпуске, что делает невозможным рециркуляцию выхлопных газов.
В пневмомеханических системах клапан удерживается в закрытом состоянии пружиной. При подаче разрежения в вакуумную полость мембрана преодолевает сопротивление пружины и открывает клапан. Выхлопные газы по каналу проходят в задроссельную зону впускного коллектора. Патрубок клапана EGR подключается к впускному коллектору в области дроссельной заслонки. На холостых оборотах и при торможении дроссельная заслонка закрыта, разрежение над заслонкой практически отсутствует, клапан EGR закрыт. При средних нагрузках двигателя дроссельная заслонка приоткрыта, и так как под ней возникает разрежение, то клапан EGR открывается. При полной мощности дроссельная заслонка открыта, разрежение в области дроссельной заслонки слабое, клапан EGR будет закрыт.
| EGR с MAP датчиком |
В электропневматических системах работой клапана управляет контроллер двигателя на основании показаний датчиков.
В зависимости от того, какой датчик является основным, различают четыре типа систем:
- с датчиком противодавления выхлопных газов;
- с датчиком температуры выхлопных газов;
- с датчиком положения клапана EGR;
- с датчиком давления на впуске МАР (либо датчиком массового расхода воздуха МАF) вместе с датчиком кислорода (лямбда — зондом).
Кроме того, используются и другие датчики системы управления двигателем, например: датчик положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости и др. На разных двигателях состав датчиков может меняться. ЭБУ в нужные моменты подает управляющие сигналы на электроклапан, который подключает или отключает источник разрежения к пневмоклапану EGR, Электроклапан имеет только два положения: открыт и закрыт. В более совершенных системах используется электропневматический преобразователь, который обеспечивает плавное регулирование степени рециркуляции. Для создания разряжения в некоторых конструкциях EGR может использоваться вакуумный насос.
В электронных системах EGR управление клапаном осуществляет непосредственно блок управления двигателем без использования вакуума. Существует две основные конструкции цифровых клапанов EGR: с тремя или двумя разновеликими отверстиями. Отверстия закрываются соленоидами в разных комбинациях. При трех отверстиях можно получить 7 различных уровней рециркуляции, при двух отверстиях – три уровня. Еще более совершенным является клапан, степень открытия которого определяет ЭБУ через шаговый электродвигатель. Таким образом, получается плавное регулирование потока выхлопных газов.
На некоторых двигателях в системе EGR применяется дополнительное охлаждение газов. Для этого клапан рециркуляции включается в штатную систему охлаждения. Такая мера позволяет еще больше снизить выброс оксидов азота.
Неисправности и обслуживание
Со временем детали системы EGR даже в исправном двигателе покрываются нагаром. Больше подвержены этому явлению дизеля из-за содержащейся в их «выхлопе» сажи.
Частые поездки на короткие расстояния ускоряют процесс загрязнения. А в неисправном двигателе он усиливается многократно. Причинами могут быть применение некачественного топлива, нарушения в работе системы питания, общий износ двигателя, повышенное содержание масла во впускном тракте. Излишек масла появляется при неисправностях системы вентиляции картера, изношенных маслосъемных колпачках или направляющих клапанов, неисправностях турбокомпрессора (износ подшипников, забитая маслосливная магистраль), завышенном уровне масла или применении масла, несоответствующего двигателю.
От отложений нагара в первую очередь страдает клапан EGR. Нагар мешает клапану плотно закрываться, нарушает подвижность штока. В конечном итоге клапан в каком-то положении заклинивает, что приводит к нарушениям в работе двигателя. Проявляются эти нарушения по-разному, в зависимости от того, в каком положении «завис» клапан. Кроме того, последствия заклинивания клапана разнятся в зависимости от типа двигателя и особенностей конструкции самой системы EGR.
Чаще всего неисправности системы EGR приводят к неравномерному холостому ходу (плаванье оборотов, заниженные или завышенные обороты) и двигатель часто глохнет. Также могут наблюдаться рывки и хлопки в глушителе при разгоне и дергания и хлопки на впуске при сбросе оборотов, падение мощности, затрудненный запуск. На бензиновых моторах появляется детонация и пропуски воспламенения, а работа дизелей становится «жесткой». На турбодизельных моторах незакрывающийся клапан EGR снижает производительность турбины. На некоторых автомобилях блок управления при нарушениях в работе системы EGR переводит двигатель в аварийный режим.
Иногда клапан EGR под воздействием высоких температур прогорает, что равносильно его заклиниванию в открытом состоянии. Причинами прогара могут быть неправильная работа системы управления клапаном, высокое противодавление выхлопных газов, неисправный перепускной клапан турбокомпрессора. Иногда к таким последствиям приводит тюнинг двигателя с целью поднятия давления наддува.
Необходимо отметить, что все вышеописанные неприятности характерны для пневмоклапанов, управляемых разряжением. Электрические же клапана гораздо меньше подвержены закоксовыванию. Парадоксально, но их ресурс ниже, чем у пневмоклапанов из-за механического износа подвижных деталей. Увеличившиеся зазоры забиваются сажей, причем очистке клапан не поддается, необходима только замена.
Однако не во всех проблемах, связанных с пневмо — EGR, повинен клапан. Иногда виноваты детали вакуумной системы или управляющие элементы. Поэтому не стоит торопиться демонтировать клапан, вначале нужно проверить, подается ли на него разряжение. На большинстве автомобилей вакуумом управляются не только клапан EGR, но и, например, клапан регулирования давления турбокомпрессора, заслонки во впускном коллекторе, заслонки климатической установки, усилитель тормозов и т.д. (все зависит от конкретной модели). Повреждение любой вакуумной трубки или заедание клапана, подсос воздуха во впускном коллекторе скажется на работе EGR.
К нарушениям может приводить и неисправный управляющий электроклапан, подающий разрежение на пневмоклапан, и неисправный датчик, входящий в систему управления EGR.
Ресурс различных систем EGR составляет от 70 до 100 тысяч километров (в отечественных условиях около 50 тысяч). После этого ее компоненты подлежат замене. Это в идеале. Однако желающих платить немалые деньги находится немного. Несложное и своевременное обслуживание системы поможет продлить ей жизнь. В пневмоклапане EGR необходимо периодически очищать седло и шток от нагара с помощью жидкости для очистки карбюратора. Делать это нужно осторожно, чтобы жидкость, агрессивная к резине, при попадании на диафрагму клапана не повредила ее. В системах с управляющим электроклапаном в нем, как правило, имеется фильтр, защищающий вакуумную систему от загрязнения. Его необходимо очищать.
Когда EGR начинает давать сбои, многие автовладельцы предпочитают заглушить ее. Как правило, это делается с помощью вырезанной из тонкой жести прокладки, устанавливаемой под клапан.
Среди специалистов мнения о глушении системы расходятся. Одни считают его совершенно безвредным, а некоторые даже полезным. Вторые же полагают, что в результате повышается температура в камере сгорания, а это увеличивает риск появления трещин в головке блока цилиндров.
Простое механическое глушение клапана и удаление вихревых заслонок (там, где они есть) не всегда приводит к желаемым результатам. На турбодизелях возможны проблемы с регулированием давления наддува и повышенным износом турбины. На современных двигателях клапан EGR необходимо «удалять» и программно – перепрошивкой блока управления. В противном случае контроллер будет постоянно выдавать ошибку или даже переводить двигатель в аварийный режим.
Спёрто в другом месте. :)))В этой статье я расскажу Вам о некоторых практических сторонах и дам рекомендации по ремонту и обслуживанию системы EGR, которая применяется практически на всех современных автомобилях.
Что-же такое EGR ?
ЕGR — система рециркуляции отработавших газов.Из названия понятно что при своей работе данная система возвращает часть отработавших газов из выпускного во впускной коллектор. Основная задача системы — снижении токсичности выхлопа в режимах прогрева и резкого ускорения двигателя, который на данных режимах работает на обогащённой топливной смеси. В общем ничего сложного, но только почему-же данная система так усложняет жизнь многим, занимающимся ремонтом автомобилей?
Прежде всего рассмотрим состав системы:
1) основная часть — клапан EGR. Обеспечивает перепускание газов из выпускного во впускной коллектор. По причине постоянного контакта с раскалёнными газами — наименее живучая часть системы. Основная, она-же и самая главная неисправность — негерметичность. В разных модификациях системы EGR может управляться как электрически (большая часть автомобилей GM) так и пневматически (основная масса автомобилей) .
2) соленоид EGR. Применяется в системах с пневматическим управлением клапаном. Основная неисправность та-же что и для клапана — негерметичность и на работе двигателя сказывается одинаково так-как в результате мы тоже получаем открытый клапан EGR.
3) датчик положения штока клапана EGR / датчик степени открытия клапана EGR. Случается что ломаются, но кроме загоревшейся лампы неисправности двигателя никаких неприятных последствий не наблюдается.
4) блок управления двигателя.
Разные системы могут иметь различный набор компонентов, но общее — это клапан EGR. Рассмотрим как его неисправности сказываются на работе двигателя. Я уже писал, что основная неисправность это негерметичность и она обеспечивает подсос дополнительного воздуха во впускной коллектор.
Как результат мы имеем:
В двигателях с расходомером воздуха (MAF-сенсор) — обеднение топливной смеси вызванное присутствием неучтённого MAFом воздуха.
В двигателях с датчиком давления (MAP-сенсор) — обогащение топливной смеси вызванное увеличением давления во впускном коллекторе.
В двигателях использующих оба способа контроля за количеством воздуха (из-за значительной погрешности MAF-сенсора при низком потоке через датчик) мы имеем обогащение на холостом ходу и резкое обеднение на переходных режимах (Японские автомобили — ярчайшие примеры).
И во всех случаях из-за снижения количества кислорода в поступающем в двигатель воздухе, нарушается горение топливной смеси в цилиндрах двигателя. В общем зависимость очень сложная и по этому неисправность системы EGR на разных моделях автомобилей проявляеся по разному. Большое значение имеет количество поступающих во впускной коллектор отработавших газов (т.е. величина открытия клапана EGR), общее состояние двигателя (износ свечей зажигания, проблемы топливного насоса или забитость топливных форсунок…), частота вращения и нагрузка на двигатель. Вам интересно как состояние топливной системы влияет на симптомы немсправности? Дело в том, что любой блок управления двигателем имеет программу по которой он стремится стабилизировать частоту оборотов холостого хода и состав топливной смеси. Причём величина регулирования степени открытия/закрытия исполнительного механизма системы регулирования оборотов холостого хода и длительность времени впрыска имеют вполне понятные пределы. Когда блоку управления удаётся стабилизировать холостой ход, на переходных режимах он не справится с необходимой коррекцией состава смеси, так-как нажатие на педаль акселератора приведёт к возрастанию давления в выпускном колекторе и увеличению количества поступающих во впускной коллектор отработавших газов, которые не содержат необходимого для горения кислорода.
Что с этим делать? В любых руководствах по ремонту и техническому обслуживанию написано что система EGR имеет ограниченный ресурс. В идеале необходима замена всех компонентов системы при пробеге 70-100 тысяч километров, однако это справедливо при достаточно качественном топливе. С Российским бензином я мог бы рекомендовать Вам замену всех компонентов при пробеге 50000 километров. Хотя в условиях кризиса для многих это нереально.
Что-же делать тем, кто не может позволить себе приобретение дорогостоящих компонентов, или не имеет возможность приобрести нужные запчасти. Совет один — своевременное обслуживание системы позволит продлить срок её службы. Что в ней можно и нужно обслуживать?
Во первых сам клапан EGR. В нём нужно очистить седло и шток клапана для обеспечения плотного закрытия и свободы хода клапана. Для этого очень удобно использовать жидкость для очистки карбюратора в аэрозольной упаковке. Однако будте внимательны, попадание жидкости на диафрагму может вызвать её разрушение, так как входящие в аэрозоль вещества разлагают резину.
Во вторых — соленоид EGR (при его наличии). Как правило содержит маленький фильтр для защиты вакумной системы от попадания в неё грязи. Именно этот фильтр необходимо очистить.
Ну вот и весь список элементов нуждающихся в переодическом техническом обслуживании. Кстати именно такое обслуживание способно вернуть к жизни многие системы. Многие — но не все.
Можно ли отключить систему и нормализовать работу двигателя? Можно, вполне достаточно вырезать из тонкой жести прокладку под клапан EGR не прорезая отверстия для прохода газов. Внимательно посмотрите на клапан, если шток выступает за посадочную плоскость, отверстие под ним сделайте обязательно.
Из названия понятно что при своей работе данная система возвращает часть отработавших газов из выпускного во впускной коллектор. Основная задача системы — снижении токсичности выхлопа в режимах прогрева и резкого ускорения двигателя, который на данных режимах работает на обогащённой топливной смеси. В общем ничего сложного, но только почему-же данная система так усложняет жизнь многим, занимающимся ремонтом автомобилей?
На данном этапе всё это будет ухудшать разгонную динамику автомобиля, возможно появление провалов и рывков при движении. Но дальше картина неисправности будет менятся. Дело в том, что раскалённые газы взаимодействуя с маслянным туманом во впускном коллекторе (если Вы забыли откуда он там берётся я напомню о системе вентиляции картера, клапане PCV ,…), приведут к усилению нагарообразования на внутренних частях коллектора, отложению нагара на впускных клапанах,повышенному загрязнению наружных частей распылителей топливных форсунок и появлению копоти на изоляторах свечей зажигания. Всё это скажется на пусковых характеристиках двигателя и нестабильных оборотах холостого хода, причём возможно как дёрганье и пропуски зажигания, так и плавание оборотов. При резком нажатии на газ возможно появление вспышек во впускном коллекторе. Если на данной стадии не обращать внимание на автомобиль, то очень скоро холостой ход пропадёт совсем, или его величина превысит все допустимые пределы. А на машинах с АКПП высокая величина холостого хода очень быстро приведёт к поломке коробки.
Удаление клапана ЕГР состоит из двух этапов:
- Физическое удаление.
- Программное удаление.
На первом этапе устанавливается металлическая прокладка под клапан. На дизельных машинах клапан ЕГР участвует в системе очистки выхлопных газов от сажи, поэтому при рабочем сажевом фильтре удаление клапана не рекомендуется.
На втором этапе в штатной программе системы управления двигателем снимается контроль с датчика ЕГР. Эта процедура необходима, иначе система управления двигателем не выйдет из аварийного режима.
Информация для справки.
ЕГР — система рециркуляции выхлопных газов, предназначенная для снижения выбросов оксидов азота. Она устанавливается и на бензиновые, и на дизельные двигатели. В первых при этом снижаются насосные потери и риск детонации, а работа вторых становится более «мягкой». Кроме того, снижается расход топлива. Со временем клапан ЕГР покрывается нагаром, что приводит к нестабильной работе двигателя.
Принцип работы ЕГРИдея состоит в подмешивании части выхлопных газов к воздуху во впускном коллекторе. Повышенное содержание оксидов азота в отработанных газах вызывается высокой температурой в камере сгорания. Катализатором реакции горения, как известно, является кислород. Выхлопные же газы, смешанные с воздухом, уменьшают содержание в нем кислорода. В результате температура сгорания смеси и, соответственно, токсичность отработанных газов понижаются.
Работа системы ЕГР зависит от типа двигателя. В дизелях клапан открывается на холостом ходу и обеспечивает до 50% воздуха на впуске. С ростом оборотов клапан пропорционально закрывается до полного закрытия при максимальной нагрузке. При прогреве мотора клапан также полностью закрыт. В бензиновых двигателях ЕГР не включается на холостом ходу и на оборотах максимального крутящего момента. При низкой и средней нагрузке система обеспечивает 5-10% подаваемого на впуск воздуха.
Чего ожидать от системы рециркуляции отработавших газов
Начиная с октября выхлопы новых дизельных двигателей должны производить вдвое меньше оксидов азота (NOx) по сравнению с двигателями, производимыми сегодня, без увеличения содержания твердых частиц (PM). Вряд ли это новость для кого-либо в отрасли грузоперевозок. Ускоренное требование стало результатом мирового соглашения, которое Агентство по охране окружающей среды вымогало у производителей дизельных двигателей в конце 1998 года под угрозой затянувшегося судебного разбирательства.
Не заселен 1998, однако, было то, как производители двигателей добьются этого и, что более важно, как изменения в конструкции двигателя повлияют на производительность и эксплуатационные расходы новых грузовиков. Метод, используемый большинством производителей двигателей для выполнения предписаний Агентства по охране окружающей среды, — рециркуляция охлажденных отработавших газов (EGR) — известен уже некоторое время. (Исключением является компания Caterpillar. См. «Cat по-прежнему ACERT, ей не понадобится система EGR», стр. 32.) Но основные принципы работы системы EGR до сих пор неясны для многих владельцев и менеджеров автопарков. А финансовые и операционные последствия EGR для автопарков остаются предметом обсуждения и беспокойства.
Качели NOx/твердые частицы
Любой инженер-дизельостроитель скажет вам, что трудно одновременно избавиться от PM и NOx. Исторически сложилось так, что попытки уменьшить одно приводили к увеличению другого.
Например, опережение момента впрыска создает более высокие пиковые температуры цилиндров и сжигает ТЧ, которые в основном состоят из несгоревшего топлива. Но более высокие температуры цилиндров являются причиной образования NOx. Замедление времени снижает температуру и выбросы NOx, но эти пониженные температуры приводят к менее полному сгоранию и увеличению содержания твердых частиц.
EGR успешно снижает выбросы NOx в бензиновых двигателях. Когда двигатель использует рециркуляцию отработавших газов, часть выхлопных газов втягивается или нагнетается обратно во впускное отверстие по указанию электронного модуля управления двигателем (ECM) и смешивается со свежим воздухом и топливом, поступающим в двигатель.
Целью использования EGR является снижение пиковой температуры пламени внутри камеры сгорания. Направление некоторого количества выхлопных газов обратно в цилиндр немного снижает концентрацию кислорода и немного замедляет горение, делая все немного прохладнее. EGR также поглощает тепло, дополнительно охлаждая процесс.
Жестче в дизельном топливе
Система рециркуляции отработавших газов хорошо работает на легковых автомобилях для снижения выбросов NOx, поскольку топливо и воздух смешиваются в цилиндре в заданном соотношении, что дает мало твердых частиц. Но дизельное топливо хочет сжечь как можно больше воздуха и с трудом находит его при первом попадании в цилиндр. Это создает ТЧ, а пониженная концентрация кислорода, создаваемая рециркуляцией отработавших газов, усугубляет проблему ТЧ. Таким образом, идеально минимизировать количество EGR.
Чтобы решить эти противоречивые вопросы, инженеры-дизелисты попытались охладить выхлопные газы, прежде чем возвращать их в цилиндры. Выхлоп выходит из турбонагнетателя при температуре выше 1000 градусов по Фаренгейту. Но если выхлоп начинается с более низкой температуры, это еще больше снижает пиковые температуры и сводит к минимуму количество рециркулируемых выхлопных газов, необходимых для снижения выбросов NOx.
Инженеры остановились на использовании охлаждающей жидкости двигателя в качестве охлаждающей среды. Используя теплообменник EGR-охлаждающая жидкость (водяная рубашка охлаждения), они обнаружили, что могут снизить температуру выхлопных газов примерно до 250 градусов по Фаренгейту. Но это означает, что система охлаждения двигателя будет отводить больше тепла, по крайней мере. По одной оценке, на 25 процентов больше, поэтому радиаторы, возможно, должны быть больше.
Ожидайте, что теплообменник, его трубопроводы и изменения в системе охлаждения увеличат стоимость и сложность двигателей EGR. Также ищите более сложные — читай: более дорогие — турбокомпрессоры с изменяемой геометрией (VGT) на большинстве двигателей, чтобы нагнетать нужное количество воздуха и рециркуляции отработавших газов во впускной поток. И будет управляющий клапан, управляемый ECM (и связанная с ним сантехника), который отключает EGR в условиях холодного запуска, чтобы предотвратить неполное сгорание, свести к минимуму белый дым и улучшить управляемость.
Тем не менее, со всеми добавленными компонентами, премия конечного пользователя для грузовика, оборудованного EGR, «вероятно, составит всего несколько процентных пунктов», по словам Тома Фрайвальда, старшего вице-президента по маркетингу Detroit Diesel.
Итак, проблема решена, верно? Есть больше. Поскольку система рециркуляции отработавших газов снижает пиковые температуры цилиндров, она увеличивает конденсацию воды и кислот в двигателе и может увеличить образование нагара на масле. Поэтому новый стандарт масла API CI-4 установлен специально для дизелей EGR и должен использоваться в них. (См. «Поставщики нефти садятся на поезд КИ-4», стр. 30).
Интервалы замены, по словам инженеров, существенно не сократятся, но ожидать, что они увеличатся, точно не стоит. Более того, EPA позволит смешивать сливное масло с моторным топливом только в том случае, если владельцы грузовиков используют заводские системы, такие как Cummins Centinel, которые сертифицированы для новых двигателей.
Наконец, производители двигателей заявляют, что клапаны рециркуляции отработавших газов и связанное с ними оборудование не требуют регулярного обслуживания. По их словам, EGR также не будет существенно влиять на расход топлива или срок службы двигателя.
Ниже приведены некоторые замечания производителей по двигателям с рециркуляцией отработавших газов.
Cummins
Из всех технологий, доступных для выполнения требований по сокращению выбросов NOx, система рециркуляции отработавших газов с охлаждением окажет наименьшее влияние на экономию топлива, поскольку позволяет сгоранию происходить в идеальное время, говорит вице-президент и главный технический директор Cummins Джон Уолл. .
Уолл добавляет, что более эффективные радиаторы и более мощные вентиляторы будут отводить тепло без изменения линий вытяжки, а более эффективные водяные насосы сведут к минимуму потери мощности.
Cummins будет использовать охладитель, установленный с правой стороны двигателя, клапан EGR, который регулирует поток в охладитель, и турбонаддув Holset VGT с водяным охлаждением и титановыми лопастями турбины.
Клапан EGR Cummins взаимодействует с VGT для точной настройки потока EGR, хотя ECM отключает EGR во время холодного пуска. Электронный модуль управления (ECM) отслеживает обороты турбонаддува и постоянно регулирует выходную мощность для оптимального отклика дроссельной заслонки. (Водители говорят, что турбонаддув иногда ускоряется, когда этого меньше всего ожидают.)
В двигателе ISX предусмотрен плавный пуск впрыска, медленнее насос в начале каждого цикла, что способствует замедлению роста давления и удержанию NOx на низком уровне.
Исполнительный директор Cummins по маркетингу Том Киффер говорит, что для двигателей компании 2002 года потребуется масло API CI-4. Компания все еще анализирует интервалы замены масла, но не ожидает, что они будут значительно короче. Cummins по-прежнему будет предлагать бортовую систему смешивания масла и топлива Centinel.
Охладитель рециркуляции отработавших газов Detroit Diesel расположен ниже и впереди турбокомпрессора. Клапан рециркуляции отработавших газов виден чуть ниже турбины и управляет потоком от выпускного коллектора к охладителю. Выхлопной газ проходит от охладителя вокруг передней части двигателя к впускному коллектору через хромированную трубу.
Detroit Diesel
Detroit Diesel Corp. внесла некоторые изменения в схему распыления форсунок и конструкцию камеры поршня, но осталась с существующей системой впрыска. DDC «не видит никакой выгоды» в переходе на предварительный впрыск, говорит Джон Морелли, вице-президент по программе двигателей Series 60 2000 года. Компания уже имеет опыт охлаждения водяной рубашкой системы рециркуляции отработавших газов, применив базовые компоненты системы на автобусных двигателях серии 50-В 2000 года выпуска.
Перспективы рециркуляции отработавших газов неплохие и могут даже принести некоторые выгоды, говорит Морелли. «Мы добивались более низкого уровня NOx за счет замедления времени». Детройт обнаружил, что введение охлажденных выхлопных газов позволило инженерам увеличить время впрыска, чтобы сгорание оставалось в камере сгорания. «Есть преимущество, потому что это уменьшает образование нагара на гильзах цилиндров», — говорит Морелли. «Несмотря на то, что были опасения по поводу сажи, мы не видим, чтобы это стало проблемой. Так что новые масла с повышенной диспергируемостью сажи должны стать плюсом в плане обслуживания».
Морелли еще не уверен, будет ли Детройт на самом деле контролировать поток с помощью клапана рециркуляции отработавших газов или просто использовать противодавление. Клапан может использоваться для отключения системы рециркуляции отработавших газов и минимизации холодного дыма или для защиты двигателя от сильного нагрева, в зависимости от данных EPA. Морелли считает, что экономия топлива, скорее всего, будет такой же хорошей, как и у нынешних двигателей.
Интервалы замены масла и фильтров не должны быть затронуты, хотя потребуется новое масло CI-4, говорит Морелли. Он ожидает, что те, кто продлил замены с анализом масла и одобрением Детройта, не будут вынуждены их укорачивать, и что масляные фильтры улучшатся в рамках перехода на EGR.
International
Поскольку соглашение Агентства по охране окружающей среды с производителями двигателей касалось предполагаемых проблем с установившимися, т. е. внедорожными, выбросами, мандат 2002 г. касается главным образом крупногабаритных двигателей большой мощности.
«Наши обязанности в соответствии с требованиями указа об утверждении соглашения Агентства по охране окружающей среды немного отличаются от обязанностей производителей магистральных двигателей», — отмечает Уоррен Слодовске, менеджер International по охране окружающей среды.
Следовательно, двигатели I6 компании останутся практически неизменными по сравнению с текущими моделями до 2004 года. Однако International придется сократить выбросы NOx до 3,2 г/л.с.-ч (с 4,0 г/л.с.-ч) в своих новых двигателях VT 365, поскольку в отличие от 2 граммов, требуемых производителями двигателей большой мощности. «Поскольку мы работаем со средней грузоподъемностью, наш долг по выбросам NOx не так велик, как у производителей магистральных двигателей», — объясняет Слодовске.
Начиная с апреля, обратите внимание на модель International VT 365, оснащенную системой рециркуляции отработавших газов с охлаждением и электронным турбокомпрессором с регулируемой скоростью (EVRT), повышающим производительность, а также электрогидравлической системой впрыска топлива поколения 2. Также на борту будет уже знакомый катализатор окисления International для снижения содержания твердых частиц.
Хотя изменения не требуются до октября, «двигатель сейчас проходит сертификацию EPA, и в апреле двигатель VT 365 будет предлагаться для среднего грузовика International 4200». по Слодовскому.
Тим Шик, директор по маркетингу, указывает, что система рециркуляции отработавших газов создается с чистого листа, а не добавляется, что должно положительно сказаться на эксплуатационных расходах. Компания добавляет, что требования к техническому обслуживанию фактически были снижены, а интервал замены топливного фильтра увеличился.
Мак
Стив Хомча, исполнительный вице-президент по программам класса 8, сообщает, что работа Мака с 2002 годом будет проходить в два этапа. Первым изменением будет пилотный впрыск, который будет реализован до октября 2002 года, чтобы улучшить «управляемость, отзывчивость и экономию топлива». Система насос-форсунок с насос-форсункой впрыскивает небольшую порцию топлива перед каждым циклом основного впрыска, чтобы обеспечить немедленное воспламенение основного заряда и смягчить рост давления.
Кроме того, на этом первом этапе Mack изменит программное обеспечение, чтобы открывать и закрывать топливные клапаны в два отдельных цикла, говорит Хомча. Тонкие изменения в клапанах, чтобы помочь гасить импульсы давления в линиях и улучшить их реакцию на электронные команды, будут единственными аппаратными изменениями системы впрыска. Двигатель будет заметно тише благодаря пилотному впрыску.
В октябре 2002 года компания Mack представит систему рециркуляции отработавших газов с водяным охлаждением кожуха. Это первое поколение будет оснащено двухпозиционным клапаном рециркуляции отработавших газов, поэтому рециркуляция отработавших газов может быть отключена при соответствующих условиях (например, при холодном пуске). Массив датчиков для измерения расхода и температуры будет интегрирован с новым блоком управления двигателем. Выхлоп будет направляться во впуск, а его поток точно настраивается с помощью VGT.
Дополнительный отвод тепла будет осуществляться уникальным способом — путем размещения радиатора двигателя перед доохладителем воздух-воздух. Эта конструкция должна улучшить работу радиатора, сохранить производительность воздух-воздух и лучше соответствовать наклонной линии капота аэротягачей, таких как Vision. Вентиляторы и приводы большей мощности будут пропускать больше воздуха, чтобы завершить комплектацию.
Сообщается, что отзывчивость будет такой же хорошей, как у 460 с новым турбонаддувом, и будет немного лучше, чем у более ранних моделей. Регулируемые обороты двигателя могут быть на 50 об/мин выше.
Долгий интервал замены Mack в 50 000 миль, возможно, придется сократить на 10–20 процентов, но емкость поддона увеличится на 7 литров, чтобы избежать этого. Цель компании — сохранить текущий интервал. Потребуется масло CI-4, а Mack и другие одобренные фильтры увидят усовершенствования, которые должны предотвратить любые базовые изменения в требованиях к фильтрам. Как и в случае с другими производителями, Mack не видит сокращения срока службы до капитального ремонта.
Уникальная система Volvo V-Pulse разделит поток выхлопных газов на два отдельных контура, чтобы использовать импульсы выхлопных газов. Импульсы направляют выхлопные газы через охладитель EGR во впускной коллектор без увеличения противодавления.
Volvo V-pulse
Volvo будет использовать систему рециркуляции отработавших газов с водяным охлаждением рубашки охлаждения, но нашла уникальный способ сделать поток выхлопных газов импульсным. Система называется «V-Pulse», — сообщает Франк Био, директор по маркетингу Volvo Power.
Давление в цилиндре при открытии выпускного клапана намного выше, чем среднее давление в выпускном коллекторе, даже выше, чем во впуске. Volvo удалось объединить цилиндры 1-3-5 и 2-4-6 в гнезда трубок, которые используют получаемые импульсы.
Система рециркуляции отработавших газов будет поступать в охладитель двумя отдельными потоками. Клапаны-заслонки, расположенные на выходе из охладителя, будут препятствовать обратному течению выхлопных газов после прохождения каждого импульса. Это устраняет VGT и связанное с ним увеличение противодавления, что положительно влияет на экономию топлива, говорит Био.
В системе Volvo будут использоваться дроссельные клапаны рециркуляции отработавших газов, по одному в каждом контуре, для точной регулировки потока. Двухпозиционный клапан рециркуляции отработавших газов, расположенный со стороны впускного коллектора двигателя, при определенных обстоятельствах останавливает поток рециркуляции отработавших газов.
Volvo также изменила конструкцию клапанов управления подачей топлива в своих форсунках, чтобы они могли дросселировать подачу топлива, а не просто отключать его. Возможность дросселирования позволяет форсункам формировать скорость подачи топлива, поддерживая ее на низком уровне до тех пор, пока после воспламенения не произойдет смягчение начального повышения давления. Замедление начального давления снизит пиковое давление в цилиндре и поможет уменьшить выбросы NOx. Клапаны управления также более резко отключаются, когда приходит время заканчивать впрыск, что снижает количество несгоревшего топлива. Эти изменения потребуют более мощного двигателя ECM. Двигатель мощностью 460 л.с. также получит турбонаддув, улучшающий его приемистость.
Volvo потребует использования масла CI-4, но пользователи могут придерживаться существующих интервалов замены. Однако движок будет «менее снисходительным», если вы случайно продлите изменение, говорит Био.
В общем, производители двигателей не верят, что EGR станет кошмаром, которого опасаются многие владельцы автопарков. Вскоре опыт покажет, правы ли они.
Компания Caterpillar по-прежнему утверждает, что система рециркуляции отработавших газов (EGR) ей не понадобится. Ее подход, о котором было объявлено прошлой весной, называется Advanced Combustion Emissions Reduction Technology, или ACERT.
Cat объединит более интеллектуальную версию своей системы гидравлического электронного насос-форсунки (HEUI), которая минимизирует выбросы в цилиндре, с простым окислительным каталитическим нейтрализатором для очистки от твердых частиц и углеводородов. Этот тип катализатора не требует использования топлива с низким содержанием серы, хотя выбросы при использовании такого топлива будут ниже, и, по словам Cat, он уже доказал свою эффективность и надежность на небольших грузовиках с двигателями Caterpillar 3126.
Система HEUI обеспечивает очень высокое давление впрыска (Cat не раскрывает конкретные цифры), при этом объем и синхронизация регулируются независимо от частоты вращения и положения коленчатого вала. Эта возможность является частью того, что позволяет системе контролировать NOx в цилиндре без высокого уровня твердых частиц и углеводородов.
Заявленные преимущества системы включают эффективную компоновку, низкий уровень шума и улучшенные характеристики торможения двигателем. По прогнозам Cat, топливная экономичность будет такой же, как и у нынешних двигателей, а номинальные характеристики двигателей останутся прежними.
Планируется, что система ACERT станет стандартной для предложений Caterpillar в 2003 г. – слишком поздно, чтобы уложиться в срок, установленный на октябрь 2002 г. Более того, весной прошлого года Агентство по охране окружающей среды подтвердило намерение обязать производителей двигателей соблюдать условия 19-го соглашения.98 поселок. Так что же произойдет? Cat может принять решение об уплате штрафов за несоответствие (NCP) — если таковые имеются — за привилегию продавать свои двигатели с современными технологиями после октября 2002 года.
В следующем месяце: более широкие последствия мандата EPA.
Разница между комплектами для удаления DPF, DEF и EGR | Park Muffler Edmonton Sherwood Park
Одними из самых популярных улучшений производительности, доступных для дизельных двигателей, являются удаление EGR и DPF. Хотя удаление компонентов выхлопной системы из вашего автомобиля может показаться нелогичным, удаление имеет много преимуществ.
Удаления — это послепродажные комплекты, которые удаляют установленные на заводе компоненты, ограничивающие производительность и экономию топлива в дизельных двигателях. Наиболее распространенными наборами для удаления являются удаления EGR, удаления DPF и удаления DEF.
Вы заинтересованы в повышении производительности и экономии топлива вашего дизельного двигателя? Проверьте, какие дизельные удаления являются различиями между этими тремя популярными комплектами.
Что такое дизельное удаление?
Дизельный выхлоп известен своей грязью, а масляная сажа и нагар в выхлопных газах в конечном итоге забивают клапан EGR (рециркуляции отработавших газов), датчики EGR, охладитель EGR и DPF (сажевый фильтр). По мере того, как эти компоненты забиваются, производительность и экономия топлива падают, а это означает, что эти детали, связанные с выбросами, должны быть очищены или заменены. Некоторые владельцы дизельных двигателей вместо этого предпочитают «удалять» эти компоненты контроля загрязнения.
Удаление дизельного двигателя включает демонтаж системы DEF, удаление каталитического нейтрализатора и сажевого фильтра и установку нового выхлопа. ЭБУ автомобиля (блок управления двигателем) также придется перепрограммировать с помощью тюнера. Этот тюнер заменит программное обеспечение OEM (производителя оригинального оборудования) новой программой, которая контролирует подачу топлива и синхронизацию двигателя.
Тюнер также выполнит повторную калибровку OBD (бортовой диагностической системы) для надлежащего контроля рабочих параметров двигателя и предотвращения появления кодов, связанных с выбросами, из-за отсутствующих компонентов.
После завершения удаления дизельного топлива проблема засорения сажей устраняется. Также могут быть улучшения производительности, такие как увеличение крутящего момента/мощности, а также улучшение экономии топлива. Эти положительные изменения могут зависеть от тюнера, послепродажного программного обеспечения и аппаратного обеспечения двигателя.
Существует три типа комплектов для удаления дизельного топлива: DPF, DEF и EGR. Эти услуги по обслуживанию дизельных двигателей популярны среди владельцев дизелей.
DPF Удалить
DPF (сажевый фильтр) — это встроенный в дизельный двигатель компонент, помогающий удалять сажу из двигателя. Эта сажа затем хранится в канистре, которая содержит отсеки в форме сот.
Как только эти сотовые компоненты забиваются, выхлоп становится ограниченным и начинается так называемый «цикл регенерации». Этот цикл включает в себя использование дизельного топлива для сжигания сажи, чтобы сразу вытолкнуть ее из выхлопной системы.
Если ваш DPF поврежден, его ремонт может быть довольно дорогим. Кроме того, удаление твердых частиц может повлиять на мощность вашего автомобиля, экономию топлива и срок службы двигателя. Со временем существующая система DPF приведет к плохой экономии топлива. После удаления экономия топлива может улучшиться на 30%.
Поскольку многие владельцы дизельных автомобилей используют свои грузовики для буксировки или перевозки тяжелых грузов, повышение производительности и мощности является приоритетом. По этой причине многие владельцы дизельных грузовиков предпочитают удалять DPF на своих автомобилях.
DEF Удалить
Система DEF (жидкость для дизельных двигателей) работает аналогично DPF, удаляя сажу из двигателя и сохраняя ее в канистре внутри выхлопной системы. Как и DPF, система удалит избыток сажи, войдя в цикл регенерации и используя топливо вашего автомобиля для сжигания и выдувания сажи.
DEF также может снизить производительность и эффективность использования топлива, но также может вызвать проблемы с зависанием системы. DEF в основном состоит из воды, поэтому, когда вы живете в более холодном климате, вы рискуете замерзнуть в системе DEF.
EGR Удалить
Система EGR (рециркуляция отработавших газов) снижает выбросы выхлопных газов вашего дизельного автомобиля. Клапан с электронным управлением позволяет небольшому количеству выхлопных газов автомобиля смешиваться с потоком всасываемого воздуха, чтобы уменьшить выбросы оксидов азота в выхлопных газах.
Хотя он ограничивает количество выхлопных газов, выбрасываемых в атмосферу, он также увеличивает количество сажи в вашем двигателе и снижает производительность и экономию топлива. Системы рециркуляции отработавших газов также могут вызывать проблемы с двигателем, такие как трещины в деталях и другие дорогостоящие проблемы. Это также может вызвать другие проблемы, такие как заедание клапанов, негерметичные цилиндры, треснутые компоненты двигателя и проблемы с охлаждающей жидкостью.
Выполнение удаления рециркуляции отработавших газов обходит систему и помогает вашему дизельному автомобилю охлаждаться, увеличивая срок службы двигателя и повышая общую производительность.
На что следует обратить внимание перед удалением дизельного двигателя
Хотя удаление DPF, DEF и EGR улучшит характеристики вашего автомобиля с дизельным двигателем и продлит срок службы двигателя, перед этим необходимо принять во внимание некоторые моменты:
- Гарантии : Вмешательство или удаление компонентов системы контроля загрязнения может привести к аннулированию гарантии на двигатель. Ознакомьтесь с гарантийной политикой вашего автомобиля, прежде чем выполнять какое-либо удаление
- Восстановление компонентов : Если по какой-либо причине вы решите восстановить компоненты контроля загрязнения вашего грузовика, вам придется заплатить за это немалые деньги
- Законность : В некоторых провинциях Канады удаление DEF является незаконным. Перед выполнением подобных модификаций ознакомьтесь с законами вашей провинции .
В Альберте комплекты для удаления DPF не являются незаконными, но ежегодные проверки CVIP (программа осмотра коммерческих транспортных средств) требуют, чтобы все большие грузовики имели OEM или эквивалентную выхлопную систему.