Sistema de recirculação de gases de escape

Com os crescentes requisitos de padrões ambientais, sistemas adicionais são gradualmente adicionados a um carro moderno, que alteram os modos de operação do motor de combustão interna, ajustam a composição da mistura ar-combustível, neutralizam compostos de hidrocarbonetos contidos no escapamento, etc.

Esses dispositivos incluem conversor catalítico, adsorvedor, AdBlue e outros sistemas. Já falamos sobre eles em detalhes. Agora vamos nos concentrar em mais um sistema, que todo motorista é obrigado a monitorar. Esta é a recirculação dos gases de escape. Vamos considerar a aparência do desenho do sistema, como ele funciona, que tipos existem e também quais as vantagens que tem.

O que é um sistema de recirculação de gás de carro

Na literatura técnica e na descrição do veículo, este sistema é denominado EGR. A decodificação desta abreviatura do inglês significa literalmente "recirculação dos gases de escape". Sem entrar em detalhes sobre as várias modificações do sistema, na verdade, esta é uma válvula de recirculação que é instalada na tubulação que conecta os coletores de admissão e escape.

Este sistema é instalado em todos os motores modernos equipados com uma unidade de controle eletrônico. A eletrônica permite ajustar com mais precisão vários mecanismos e processos na unidade de potência, bem como em sistemas cujo trabalho está intimamente relacionado ao funcionamento do motor de combustão interna.

Em determinado momento, a portinhola EGR se abre ligeiramente, fazendo com que o escapamento entre parcialmente no sistema de admissão do motor (para mais informações sobre o dispositivo e o princípio de seu funcionamento, leia em outra revisão) Como resultado, a corrente de ar fresco é parcialmente misturada com o gás de exaustão. Nesse sentido, surge a pergunta: por que você precisa de gases de escape no sistema de admissão, se uma quantidade suficiente de oxigênio é necessária para o funcionamento eficiente do motor? Se houver uma certa quantidade de oxigênio não queimado nos gases de escape, a sonda lambda pode mostrar isso (é descrito em detalhes aqui) Vamos tentar lidar com essa aparente contradição.

Objetivo do sistema de recirculação de gases de escape

Não é segredo para ninguém que não apenas uma energia decente é liberada durante a combustão de combustível comprimido e ar em um cilindro. Este processo é acompanhado pela liberação de grande quantidade de substâncias tóxicas. Os mais perigosos são os óxidos de nitrogênio. Parcialmente eles são combatidos por um conversor catalítico, que é instalado no sistema de escapamento de um carro (em que elementos este sistema consiste, e como funciona, leia separadamente).

Outra possibilidade de reduzir o conteúdo dessas substâncias na exaustão é alterar a composição da mistura ar-combustível. Por exemplo, a unidade de controle eletrônico aumenta ou diminui a quantidade de combustível injetado na porção de ar fresco. Isso é chamado de empobrecimento / enriquecimento MTC.

Por outro lado, quanto mais oxigênio entra no cilindro, maior é a temperatura de combustão da mistura ar / combustível. Durante esse processo, o nitrogênio é liberado da combinação da decomposição térmica da gasolina ou do óleo diesel com altas temperaturas. Este elemento químico entra em uma reação oxidativa com o oxigênio, que não teve tempo de queimar. Além disso, a taxa de formação desses óxidos está diretamente relacionada à temperatura do ambiente de trabalho.

O objetivo do sistema de recirculação é justamente reduzir a quantidade de oxigênio na porção de ar fresco. Devido à presença de uma pequena quantidade de gases de exaustão na composição do VTS, é proporcionado um leve resfriamento do processo de combustão nos cilindros. Nesse caso, a energia do próprio processo não muda, pois o mesmo volume continua a fluir para o cilindro, que contém a quantidade de oxigênio necessária para inflamar o combustível.

O fluxo de gás é convencionalmente considerado inerte, pois é um produto da combustão do HTS. Por isso, por si só, não é mais capaz de queimar. Se uma certa quantidade de gases de exaustão for misturada a uma nova porção da mistura ar-combustível, a temperatura de combustão diminuirá ligeiramente. Devido a isso, o processo de oxidação do nitrogênio será menos ativo. É verdade que a recirculação reduz ligeiramente a potência da unidade de força, mas o carro mantém seu dinamismo. Esta desvantagem é tão insignificante que é quase impossível notar a diferença no transporte comum. A razão é que esse processo não ocorre nos modos de potência do motor de combustão interna, quando sua velocidade aumenta. Funciona apenas em baixa e média rotação (em unidades a gasolina) ou em marcha lenta e baixa rotação (no caso de motores a diesel).

Portanto, o objetivo do sistema EGR é reduzir a toxicidade do escapamento. Graças a isso, o carro tem mais chances de se enquadrar nas normas ambientais. É usado em qualquer motor moderno de combustão interna, independentemente de ser a gasolina ou diesel. A única ressalva é que o sistema não é compatível com algumas unidades equipadas com turboalimentadores.

Princípios gerais de operação do sistema de recirculação de gases de escape

Embora hoje existam vários tipos de sistemas nos quais é realizada a conexão do coletor de exaustão à entrada através de uma válvula pneumática, eles possuem um princípio de operação comum.

A válvula nem sempre abre. Quando um motor frio dá partida, funciona em marcha lenta e também quando atinge a velocidade máxima do virabrequim, o acelerador deve permanecer fechado. Em outros modos, o sistema irá operar, e a câmara de combustão de cada grupo cilindro-pistão receberá uma pequena quantidade de produtos de combustão de combustível.

Se o dispositivo for operar em marcha lenta do motor ou no processo de atingir sua temperatura operacional (sobre como deve ser, leia aqui), a unidade ficará instável. A eficiência máxima da válvula EGR é alcançada somente quando o motor está funcionando próximo à rotação média. Em outros modos, a concentração de óxidos de nitrogênio é muito mais baixa.

Quando o motor está esquentando, a temperatura de combustão nas câmaras não é tão alta que se forme uma grande quantidade de óxidos nitrosos, dispensando o retorno de uma pequena quantidade de escapamento aos cilindros. O mesmo acontece em baixas velocidades. Quando o motor atinge a velocidade máxima, ele deve desenvolver a potência máxima. Se a válvula for acionada, ela apenas interferirá, portanto, neste modo, o sistema ficará no estado inativo.

Independentemente do tipo de sistema, o seu elemento chave é uma aba que bloqueia o acesso dos gases de escape ao sistema de admissão. Uma vez que a alta temperatura do fluxo de gás ocupa mais volume do que o análogo resfriado, o gás de exaustão precisa ser resfriado para que a eficiência de combustão do HTS não diminua. Para isso, existe um refrigerador ou intercooler adicional associado ao sistema de refrigeração do motor. O circuito em cada modelo de carro pode ser diferente, mas terá um radiador que estabiliza o processo de manutenção da temperatura ideal para o aparelho.

Quanto aos motores diesel, a válvula neles está aberta em XX. O vácuo no sistema de admissão puxa o gás de exaustão para os cilindros. Neste modo, o motor recebe cerca de 50 por cento dos gases de escape (em relação ao ar fresco). À medida que a velocidade aumenta, o atuador do amortecedor move-o gradualmente para a posição fechada. É basicamente assim que o diesel funciona.

Se falamos de uma unidade de gasolina, então uma alta concentração de gases de escape no trato de admissão é carregada de mau funcionamento do motor de combustão interna. Portanto, neste caso, a operação do sistema é um pouco diferente. A válvula abre quando o motor atinge a velocidade média. Além disso, o conteúdo do escapamento em uma nova porção de BTC não deve exceder 10 por cento.

O motorista aprende sobre regeneração incorreta pelo sinal Check Engine no painel. Aqui estão as principais análises que esse sistema pode ter:

• O sensor de abertura da aba quebrou. Normalmente, exceto por uma dosagem incorreta e uma lâmpada que acende na janela, nada crítico acontece.
• Danos na válvula ou em seu sensor. A principal razão para este mau funcionamento é o contato constante com gases quentes que saem do motor. Dependendo do tipo de sistema, a quebra deste elemento pode ser acompanhada pelo esgotamento ou vice-versa enriquecimento do MTC. Se os motores usam um sistema combinado equipado com sensores como MAF e MAP, então em marcha lenta a mistura torna-se excessivamente enriquecida, e em uma alta velocidade do virabrequim, o BTC é dramaticamente mais magro.

Quando o sistema falha, a gasolina ou o diesel queimam mal, devido ao qual ocorrem avarias associadas, por exemplo, a vida útil do catalisador é drasticamente reduzida. É assim que o comportamento do motor se parece na prática com um mecanismo de retorno dos gases de escape defeituoso.

Para estabilizar a velocidade de marcha lenta, a unidade de controle ajusta a operação do sistema de combustível e ignição (se for uma unidade a gasolina). No entanto, ele não pode lidar com essa tarefa no modo transiente, uma vez que abrir o acelerador aumenta muito o vácuo e a pressão de exaustão aumenta drasticamente, devido ao qual mais gás de exaustão flui através do amortecedor aberto.

Como resultado, o motor não recebe a quantidade de oxigênio necessária para a combustão completa do combustível. Dependendo do grau de avaria, o carro pode sacudir, falhar, instabilidade ou ausência completa de XX pode ser observada, o motor de combustão interna pode dar partida mal, etc.

A lubrificação por névoa está presente no coletor de admissão da unidade. Com seu contato constante com gases de exaustão quentes, as superfícies internas do coletor, das válvulas, da superfície externa dos injetores e das velas de ignição rapidamente ficarão cobertas por depósitos de carbono. Em alguns casos, a ignição do combustível pode ocorrer antes que o BTC entre no cilindro (se você pressionar o pedal do acelerador bruscamente).

Quanto à velocidade de marcha lenta instável, em caso de falha da válvula Ugr, ela pode desaparecer completamente ou pode atingir os limites críticos. Se o carro estiver equipado com uma transmissão automática, o motorista, no segundo caso, logo terá que gastar dinheiro no conserto da transmissão automática. Uma vez que cada fabricante implementa o processo de recirculação dos gases de escape de sua própria maneira, o mau funcionamento desse sistema é de natureza individual. Além disso, as consequências disso são diretamente influenciadas pela condição técnica da unidade de potência, do sistema de ignição e do sistema de combustível.

Desativar o sistema fará com que o motor diesel trabalhe mais em marcha lenta. Um consumo de combustível ineficiente será observado em um motor a gasolina. Em alguns casos, o catalisador entope mais rápido devido à grande quantidade de fuligem que aparece como resultado do uso de uma mistura incorreta de ar-combustível. A razão é que a eletrônica de um carro moderno é projetada para esse sistema. Para evitar que a unidade de controle faça uma alteração na recirculação, é necessário reescrevê-la, como no chip tuning (leia sobre este procedimento aqui).

Tipos de sistema de recirculação

Em um carro moderno, um dos três tipos de sistemas EGR pode ser instalado na unidade de energia:

1. De acordo com o padrão eco Euro4. Este é um sistema de alta pressão. A aba está localizada diretamente entre os coletores de admissão e escapamento. Na saída do motor, o mecanismo fica em frente à turbina. Nesse caso, é utilizada uma válvula eletropneumática (anteriormente era utilizada uma analógica pneumo-mecânica). A ação de tal esquema é a seguinte. Válvula de estrangulamento fechado - o motor está em marcha lenta. O vácuo no trato de admissão é pequeno, então a aba está fechada. Quando você pressiona o acelerador, o vácuo na cavidade aumenta. Como resultado, a contrapressão é criada no sistema de admissão, devido à qual a válvula abre completamente. Uma certa quantidade de gás de escape é devolvida aos cilindros. Nesse caso, a turbina não funcionará, pois a pressão dos gases de escapamento é baixa e eles não podem girar seu rotor. As válvulas pneumáticas não fecham após a abertura até que a velocidade do motor caia para o valor apropriado. Em sistemas mais modernos, o projeto de recirculação inclui válvulas e sensores adicionais que ajustam o processo de acordo com os modos do motor.
2. De acordo com o padrão eco Euro5. Este sistema é de baixa pressão. Neste caso, o design é ligeiramente modificado. O amortecedor está localizado na área atrás do filtro de partículas (para saber por que ele é necessário e como funciona, leia aqui) no sistema de escapamento e na admissão - na frente do turbocompressor. A vantagem de tal modificação é que os gases de exaustão têm tempo para resfriar um pouco e, devido à sua passagem pelo filtro, ficam livres de fuligem e outros componentes, pelo que o dispositivo do sistema anterior tem uma vida útil mais curta. Este arranjo também fornece o retorno dos gases de escapamento no modo de turbocompressão, uma vez que o escapamento passa completamente pelo impulsor da turbina e o gira. Graças a tal dispositivo, o sistema não reduz a potência do motor (como dizem alguns motoristas, não "sufoca" o motor). Em muitos modelos de automóveis modernos, o filtro de partículas e o catalisador são regenerados. Devido ao fato de que a válvula e seu sensor estão localizados mais longe da unidade termicamente carregada do carro, eles não costumam falhar após vários desses procedimentos. Durante a regeneração, a válvula será fechada porque o motor requer combustível adicional e mais oxigênio para aumentar temporariamente a temperatura no DPF e queimar a fuligem que ele contém.
3. De acordo com o padrão eco Euro6. Este é um sistema combinado. Seu design é composto por elementos que fazem parte dos dispositivos descritos acima. Uma vez que cada um desses sistemas opera apenas em seu próprio modo, a admissão do sistema de exaustão do motor de combustão interna é equipada com válvulas de ambos os tipos de mecanismos de recirculação. Quando a pressão no coletor de admissão é baixa, um estágio típico para o indicador Euro 5 (baixa pressão) é acionado, e quando a carga aumenta, o estágio é ativado, que é usado em carros que atendem ao padrão eco Euro 4 ( alta pressão).

É assim que funcionam os sistemas que pertencem ao tipo de recirculação externa (o processo ocorre fora da unidade de potência). Além disso, existe um tipo que fornece um abastecimento interno dos gases de exaustão. É capaz de eliminar parte do escapamento como se estivesse entrando no coletor de admissão. Apenas este processo é garantido girando ligeiramente as árvores de cames. Para isso, um deslocador de fase é instalado adicionalmente no mecanismo de distribuição de gás. Este elemento, em um determinado modo de operação do motor de combustão interna, altera ligeiramente o tempo da válvula (o que é, e qual valor eles têm para o motor, é descrito separadamente).

Neste caso, ambas as válvulas do cilindro abrem em um determinado momento. A concentração dos gases de escape na porção BTC fresca depende de quanto tempo essas válvulas estão abertas. Durante este procedimento, a entrada abre antes que o pistão alcance o ponto morto superior e a saída fecha um pouco antes do PMS do pistão. Devido a este curto período, uma pequena quantidade de escapamento flui para o sistema de admissão e é sugada para o cilindro conforme o pistão se move em direção ao BDC.

A vantagem dessa modificação é uma distribuição mais uniforme dos gases de escape nos cilindros, assim como a velocidade do sistema é muito maior do que no caso da recirculação externa.

Os modernos sistemas de recirculação incluem um radiador adicional, cujo trocador de calor permite que o gás de exaustão seja resfriado rapidamente antes de entrar no trato de admissão. É impossível especificar a configuração exata de tal sistema, uma vez que as montadoras implementam esse processo de acordo com diferentes esquemas, e elementos de controle adicionais podem estar localizados no dispositivo.

Válvulas de recirculação de gás

Separadamente, deve ser feita menção às variedades de válvulas EGR. Eles diferem uns dos outros na maneira como são governados. De acordo com esta classificação, todos os mecanismos são divididos em:

• Válvulas pneumáticas. Este tipo de dispositivo raramente é usado mais. Eles têm um princípio de operação de vácuo. A aba é aberta pelo vácuo gerado no trato de admissão.
• Eletropneumático. Uma eletroválvula controlada por uma ECU é conectada à válvula pneumática em tal sistema. A eletrônica do sistema de bordo analisa os modos do motor e, consequentemente, ajusta a operação do amortecedor. A unidade de controle eletrônico recebe sinais de sensores de temperatura e pressão do ar, temperatura do refrigerante, etc. e, dependendo dos dados recebidos, ativa o acionamento elétrico do dispositivo. A peculiaridade de tais válvulas é que o amortecedor nelas é aberto ou fechado. O vácuo no sistema de admissão pode ser criado por uma bomba de vácuo adicional.
• Eletrônico. Este é o desenvolvimento mais recente de mecanismos. As válvulas solenóides funcionam diretamente a partir dos sinais da ECU. A vantagem desta modificação é o seu bom funcionamento. Isso é obtido por meio de três posições de amortecimento. Isso permite que o sistema ajuste automaticamente a dose dos gases de escape de acordo com o modo do motor de combustão interna. O sistema não usa vácuo no trato de admissão para controlar a válvula.

Benefícios do sistema de recirculação

Ao contrário da crença popular de que o sistema ecológico de um veículo não é benéfico para o trem de força, a recirculação dos gases de escape tem alguns benefícios. Alguém pode não entender por que instalar um sistema que reduza a potência do motor de combustão interna, se neutralizadores adicionais podem ser usados ​​(mas neste caso, o sistema de exaustão será literalmente "dourado", já que metais preciosos são usados ​​para neutralizar substâncias tóxicas) . Por esse motivo, os proprietários dessas máquinas às vezes são configurados para desativar o sistema. Apesar das desvantagens aparentes, a recirculação dos gases de escape é até um pouco benéfica para a unidade de potência.

Aqui estão alguns motivos para esse processo:

1. Em um motor a gasolina, devido ao baixo índice de octanas (sobre o que é, e que papel este parâmetro afeta no motor de combustão interna, leia separadamente) ocorre freqüentemente a detonação de combustível. A presença deste mau funcionamento será indicada pelo sensor de mesmo nome, que é descrito em detalhes aqui... A presença de um sistema de recirculação elimina esse efeito negativo. Apesar da aparente contradição, a presença de uma válvula egr, ao contrário, torna possível aumentar a potência da unidade, por exemplo, se você definir um ponto de ignição diferente para uma ignição anterior.
2. A próxima vantagem também se aplica aos motores a gasolina. No acelerador de tais ICEs, geralmente há uma grande queda de pressão, devido à qual há uma pequena perda de potência. A operação de recirculação também permite reduzir este efeito.
3. Já para os motores diesel, no modo XX, o sistema proporciona um funcionamento mais suave do motor de combustão interna.
4. Se o carro passar no controle ambiental (por exemplo, ao cruzar a fronteira com os países da UE, esse procedimento é obrigatório), então a presença de reciclagem aumenta as chances de passar neste cheque e ser aprovado.

Na maioria dos modelos de carro, o sistema de recirculação não é tão fácil de desligar e, para que o motor funcione de maneira estável sem ele, configurações adicionais da unidade de controle eletrônico precisam ser feitas. A instalação de outro software evitará que a ECU responda à falta de sinais dos sensores EGR. Mas não existem tais programas de fábrica, portanto, alterando as configurações eletrônicas, o proprietário do carro age por sua própria conta e risco.

Em conclusão, oferecemos um pequeno vídeo animado sobre como funciona a recirculação no motor:

Uma explicação simples da recirculação dos gases de escape (EGR)

Perguntas e Respostas:

Como verificar a válvula EGR? Os contatos da válvula estão energizados. Um clique deve ser ouvido. Outros procedimentos dependem do local de instalação. Basicamente, é necessário pressionar levemente a membrana de vácuo enquanto o motor está funcionando.

Para que serve uma válvula EGR? Este é um elemento necessário para reduzir o teor de substâncias nocivas na exaustão (alguns dos gases são direcionados para o coletor de admissão) e para aumentar o desempenho da unidade.

Onde está localizada a válvula EGR? Depende do design do motor. Você precisa procurá-lo na área do coletor de admissão (no próprio coletor ou na tubulação que conecta a admissão ao motor).

Como funciona uma válvula de escape? Quando o acelerador é aberto mais, devido à diferença de pressão nos coletores de admissão e escapamento, parte do gás de escapamento é sugado para o sistema de admissão do motor de combustão interna através da válvula EGR.