EGR (Exhaust Gas Recirculation)

EGR ventil umožňuje riadené prepojenie výfukového a sacieho potrubia, čím umožňuje spätné vedenie spalín do sania, s cieľom znížiť emisie výfukových plynov.

EGR (anglicky: Exhaust Gas Recirculation, slovensky: recirkulácia spalín) je súčiastka v motore, ktorá reguluje množstvo výfukových plynov vedených späť do sacieho potrubia. Spätné vedenie časti výfukových plynov do sania sa vykonáva preto, že pomáha znížiť emisie výfukových plynov. EGR ventil majú prakticky všetky naftové motory, ktoré spĺňajúce emisné limity od normy EURO 4.

cs_egr_005cs_egr_006cs_egr_007cs_egr_008

Ako funguje EGR ventil?
EGR ventil otvára a uzatvára prepojenie sacieho a výfukového potrubia. Keď je EGR ventil otvorený, do sacieho potrubia sa vďaka podtlaku v saní prepúšťa určité množstvo výfukových plynov, ktoré sa miešajú s novo prichádzajúci zmesou/vzduchom. Výsledná zmes nasávaná do motora má vďaka tomu menší podiel kyslíka, tým dochádza k zníženiu teploty horenia. Nižšie teploty spaľovania vedú k zníženiu emisií oxidov dusíka (NOx). Vysoké spaľovacie teploty a prebytok vzduchu majú totiž za následok vysokú produkciu oxidov dusíka (NOx) vo výfukových plynoch.

cs_egr_001     cs_egr_002

Negatíva

  • Z víše popísaného je zrejmé, že časť spalín prejde spaľovacím procesom dvakrát. Čo už bolo raz spálené, znovu nehorí. Výsledkom je teda menšie množstvo kyslíka pre spaľovanie, následkom čoho možno spáliť menej paliva a tým získať nižšiu teplotu spaľovania. Nižšia teplota spaľovania zníži obsah oxidov dusíka vo výfukových plynoch! Čo je dobré pre emisie, nemusí byť dobré pre motor. Negatívnou stránkou použitie EGR ventilu je, že vysoký podiel recirkulovaných výfukových plynov znižuje výkon motora! Menej paliva, menšie teploty horenia, menej mechanické práce. Takto hovorí fyzika!
  • Nesmieme zabúdať, že je potrebné chladiť (odviesť) teplo odobrané spalinám. Čo sa takisto negatívne prejavuje na spotrebe paliva!
  • Ďalším faktorom, ktorý sa opäť negatívne prejaví na výkone motora a jeho spotrebe je tá skutočnosť, že pevnými časticami zo spalín sa zanáša sacie potrubie! Vrstva karbónu postupne narastá, a u málo udržiavaných vozidiel môže byť silná niekoľko milimetrov. Tým sa výrazne obmedzí objem nasávaného vzduchu najmä pri vyšších otáčkach motora.

EGR ventil využívajú ako benzínové aj naftové motory. V prípade benzínových motorov sa recirkulácia pohybuje rádovo v 10-20% z objemu nasávanej zmesi, pri naftových motoroch sa táto hodnota pohybuje okolo 15-25%.

Kedy je EGR aktivny?cs_egr_011
Množstvo spätného vedenia výfukových plynov sa stanovuje z dátového poľa v závislosti na množstve nasávaného vzduchu, otáčok motora a množstvo vstrekovaného paliva. Zároveň musí byť splnená podmienka teploty motora vyššie ako 50°C. Pri nižších teplotách je systém spätného vedenia výfukových plynov odpojený. EGR ventil je aktívny pri nižších otáčkach cca do 3000 ot/min, pri vyšších otáčkach klesá tvorba oxidov dusíka sama o sebe, pretože pri vyšších otáčkach motora sú kratšie časy spaľovania a malý prebytok vzduchu. S nástupom prísnejších emisných noriem Euro sa začínajú presadzovať dvojokruhové systémy s dvojicou EGR ventilov, ktoré fungujú prakticky vo všetkých cykloch motora.

Dvojokruhový systém spätného vedenia výfukových plynov

Moderné motory využívajú tzv. dvojokruhový systém spätného vedenia výfukových plynov, ktorý je zložený z vysokotlakového a nízkotlakového spätného vedenia.

Vysokotlakové spätné vedenie výfukových plynov
V tomto prípade sú výfukové plyny odoberané priamo zo zberného výfukového potrubia a bez ochladzovania sú vedené externým kanálom ďalej pred servomotor spätného vedenia výfukových plynov až do rúrky plniaceho vzduchu. Horúce výfukové plyny sa mieša so vzduchom prúdiacim v saní a ohrievajú ho. Výsledkom a výhodou je rýchlejšie zahriatie katalyzátorov a filtra pevných častíc, ktoré sú rýchlejšie pripravené na prevádzku! Vysokotlakové vedenie je aktívna pri studenom motore.

cs_egr_003cs_egr_004 

Nízkotlakové spätné vedenie výfukových plynov
V tomto prípade sú výfukové plyny odoberané až za filtrom pevných častíc a sú teda do značnej miery zbavené sadzí. Spaliny je nevracia do motora ako “brusivo” a znižuje sa tak opotrebenie motora a zanášanie sania karbónom. Pri ceste spalín nízkotlakovým potrubím prechádzajú chladičom výfukových plynov a ďalej cez rúrku plniaceho vzduchu do sania motora.

 Poruchy a údržba EGR ventilu
Za normálnych okolností nevyžaduje EGR ventil žiadnu špeciálnu starostlivosť. Údržba spočíva predovšetkým v odstránení karbónových usadenín. Spaliny, ktoré prechádzajú jednookruhovým EGR ventilom späť do motora totiž neprešli katalyzátorom alebo filtrom pevných častíc, preto sa EGR ventil zanáša karbónom. Pri spaľovaní nekvalitného paliva či v prípade, že motor spolu s palivom spaľuje aj olej, sa EGR ventil zanesie rýchlejšie. Logickým dôsledkom je, že sa klapka ventilu nezatvára. Motor sa zle fungujúcim EGR ventilom môže pri pridaní plynu šklbať, automobil pri akcelerácii nadmerne fajčí, pretože je množstvo nasávaného vzduchu príliš malé. Takéto fajčenie naftových motorov mnohí pokladajú za normálne. Naozaj nie je, ani u starých motorov TDI! U automobilu s filtrom pevných častíc je tento čierny dym filtrovaný a dochádza k rýchlemu zanášaniu filtra, navyše sa aj rýchlejšie zanáša sacie potrubie a motor sa dusí! Motor má znížený výkon v celom rozsahu otáčok. V poslednej fáze zanesenia automobil zle štartuje.

cs_egr_009

PRED ČISTENÍM                   VYČISTENIE  

Možnosti riešenia problému s EGR ventilom:
1 / Nákup nového EGR ventilu

2 / Vyčistenie ventilu ultrazvukom –
demontovaný EGR ventil sa vloží do ultrazvukové čističky, ktorá za pomoci špeciálnej kvapaliny vyčistí karbónové usadeniny zo všetkých medzier. Vyčistenie v ultrazvukovej čističke je šetrné a nedochádza pri ňom k poškodeniu ventilu.
3 / Deaktivácia alebo zaslepenie ventilu –
u starších automobilov stačí EGR ventil zaslepiť, u novších motorov je potrebný zásah do riadiacej jednotky. Takéto riešenie však porušuje zákon tým, že vozidlo prestáva plniť svoje emisné limity.

História
Kvôli víše popísaným negatívnym vplyvom na výkon a spotrebu motora sa začal EGR ventil presadzovať do sériovej výroby až s príchodom čoraz prísnejších emisných noriem. Najprv si jeho nasadenie vyžiadalo sprísnenie limitov oxidov dusíka pri naftových motoroch (Euro4). Dnes sa už objavujú aj nové benzínové motory, ktoré budú mať spätné vedenie výfukových plynov, napr. nový motor 1.5 TSI koncernu VW.

Viete, že:

Vnútorná recirkulácia
Spätného nasávaniu spalín do valca možno dosiahnuť aj vhodným časovaním rozvodov. Tento proces sa nazýva vnútorná recirkulácia. Pri tomto spôsobe recirkulácie nemožno spaliny ochladzovať, preto je účinok nižší. Ďalšou nevýhodou je, že sa zvyšuje obsah pevných častíc.

Foto/zdroj: www.skoda-auto.cz, www.12gang.com
Kľúčové slová:
EGR, AGR, motor, spätné vedenie výfukových plynov, emisie, Euro