排気ガス再循環システム
環境基準の要件が高まるにつれ、内燃機関の動作モードの変更、混合気の組成の調整、排気ガスに含まれる炭化水素化合物の中和などのシステムが現代の自動車に徐々に追加されています。
このようなデバイスには、 触媒コンバーター, 吸着剤, アドブルー およびその他のシステム。 それらについてはすでに詳細に話しました。 次に、すべてのドライバーが健康状態を監視する義務があるもうXNUMXつのシステムに焦点を当てます。 これが排気ガス再循環です。 システムの図面がどのように見えるか、どのように機能するか、どのタイプがあるか、そしてどのような利点があるかを検討してください。
車のガス再循環システムとは
技術文献や車の説明では、このシステムはEGRと呼ばれています。 この略語を英語から解読することは、文字通り「排気ガス再循環」を意味します。 システムのさまざまな変更の詳細に立ち入らない場合、実際には、これは吸気マニホールドと排気マニホールドを接続するパイプに取り付けられている再循環バルブです。
このシステムは、電子制御ユニットを備えたすべての最新エンジンに搭載されています。 エレクトロニクスを使用すると、パワーユニットや、内燃エンジンの動作に密接に関連するシステムのさまざまなメカニズムやプロセスをより正確に調整できます。
ある瞬間、EGRフラップがわずかに開き、排気が部分的にエンジン吸気システムに入ります（デバイスとその動作原理の詳細については、以下を参照してください）。 別のレビューで）。 その結果、新鮮な空気の流れは部分的に排気ガスと混合されます。 この点に関して、疑問が生じます。エンジンの効率的な動作に十分な量の酸素が必要なのに、なぜ吸気システムに排気ガスが必要なのですか。 排気ガスに一定量の未燃酸素がある場合、ラムダプローブはこれを示すことができます（詳細に説明されています） ここで）。 この一見矛盾に対処してみましょう。
排気ガス再循環システムの目的
シリンダー内で圧縮された燃料と空気が燃焼すると、まともなエネルギーが放出されるだけでなく、誰にとっても秘密ではありません。 このプロセスには、大量の有毒物質の放出が伴います。 これらの中で最も危険なのは窒素酸化物です。 部分的にそれらは車の排気システムにインストールされている触媒コンバーターによって戦われます（このシステムがどの要素で構成され、どのように機能するか、読んでください 別々に).
排気ガス中のそのような物質の含有量を減らす別の可能性は、混合気の組成を変えることです。 たとえば、電子制御ユニットは、空気の新鮮な部分に噴射される燃料の量を増減します。 これはMTCの貧困/濃縮と呼ばれます。
一方、シリンダーに入る酸素が多いほど、混合気の燃焼温度は高くなります。 このプロセス中に、ガソリンまたはディーゼル燃料の熱分解と高温の組み合わせから窒素が放出されます。 この化学元素は、燃焼する時間がなかった酸素と酸化反応を起こします。 さらに、これらの酸化物の形成速度は、作業環境の温度に直接関係しています。
再循環システムの目的は、空気の新鮮な部分の酸素量を正確に減らすことです。 VTSの組成には少量の排気ガスが存在するため、シリンダー内の燃焼プロセスがわずかに冷却されます。 この場合、同じ量が燃料に点火するために必要な量の酸素を含むシリンダーに流れ続けるので、プロセス自体のエネルギーは変化しません。
ガス流はHTSの燃焼の産物であるため、従来は不活性と見なされていました。 このため、それ自体では燃焼できなくなります。 混合気の新しい部分に一定量の排気ガスが混合されると、燃焼温度がわずかに低下します。 このため、窒素酸化のプロセスはあまり活発ではなくなります。 確かに、再循環はパワーユニットのパワーをわずかに低下させますが、車はそのダイナミズムを保持します。 この不利な点は非常に重要ではないため、通常の輸送の違いに気付くことはほとんど不可能です。 その理由は、内燃機関の速度が上がると、このプロセスは内燃機関の出力モードでは発生しないためです。 低および中回転数（ガソリンユニットの場合）またはアイドルおよび低回転数（ディーゼルエンジンの場合）でのみ機能します。
したがって、EGRシステムの目的は排気ガスの毒性を減らすことです。 このおかげで、車は環境基準の枠組みに適合する機会が増えました。 ガソリンかディーゼルかに関係なく、最新の内燃エンジンで使用されます。 唯一の注意点は、システムがターボチャージャーを装備した一部のユニットと互換性がないことです。
排気ガス再循環システムの一般的な動作原理
今日、空気圧バルブを介したインレットへのエキゾーストマニホールドの接続が実現されるシステムにはいくつかのタイプがありますが、それらには共通の動作原理があります。
バルブは常に開くとは限りません。 コールドエンジンが始動し、アイドル状態で動作し、クランクシャフトの最大速度に達したときも、スロットルは閉じたままにする必要があります。 他のモードでは、システムが作動し、各シリンダー-ピストングループの燃焼室が少量の燃料燃焼生成物を受け取ります。
デバイスがエンジンのアイドル速度で動作する場合、または動作温度に達する過程で動作する場合（それがどうあるべきかについては、以下をお読みください ここで）、ユニットが不安定になります。 EGRバルブの最大効率は、エンジンが平均回転数に近い速度で動作している場合にのみ達成されます。 他のモードでは、窒素酸化物の濃度ははるかに低くなります。
エンジンが暖機されているとき、チャンバー内の燃焼温度はそれほど高くないので、大量の亜酸化窒素が形成され、シリンダーに戻るために少量の排気は必要ありません。 同じことが低速でも起こります。 エンジンが最高速度に達すると、最大出力が発生するはずです。 バルブがトリガーされた場合、それは干渉するだけなので、このモードでは、システムは非アクティブ状態になります。
システムのタイプに関係なく、システムの重要な要素は、吸気システムへの排気ガスのアクセスをブロックするフラップです。 ガス流の高温は冷却されたアナログよりも多くの体積を占めるため、HTSの燃焼効率が低下しないように排気ガスを冷却する必要があります。 このために、エンジン冷却システムに関連する追加のクーラーまたはインタークーラーがあります。 各車種の回路は異なる場合がありますが、デバイスに最適な温度を維持するプロセスを安定させるラジエーターがあります。
ディーゼルエンジンに関しては、それらのバルブはXXで開いています。 吸気システムの真空により、排気ガスがシリンダーに引き込まれます。 このモードでは、エンジンは排気ガスの約50％を受け取ります（新鮮な空気に関連して）。 速度が上がると、ダンパーアクチュエーターが徐々に閉位置に移動します。 これが基本的にディーゼルのしくみです。
ガソリンユニットと言えば、吸気管内の高濃度の排気ガスは、内燃機関の動作不良を伴います。 したがって、この場合、システムの動作はわずかに異なります。 エンジンが中速に達するとバルブが開きます。 さらに、BTCの新しい部分の排気ガスの含有量は10パーセントを超えてはなりません。
ドライバーは、ダッシュボードのチェックエンジン信号によって誤った再生について学習します。 このようなシステムが持つ可能性のある主な内訳は次のとおりです。
- フラップ開放センサーが壊れています。 通常、不適切な投与量と整頓された状態で点灯する電球を除いて、重大なことは何も起こりません。
- バルブまたはそのセンサーの損傷。 この誤動作の主な理由は、モーターから出てくる高温ガスとの絶え間ない接触です。 システムのタイプに応じて、この要素の故障は、MTCの枯渇またはその逆の濃縮を伴う場合があります。 エンジンがMAFやMAPなどのセンサーを備えた複合システムを使用している場合、アイドル状態では混合気が過度に濃縮され、クランクシャフト速度が高いと、BTCは劇的にスリムになります。
システムが故障すると、ガソリンやディーゼルの燃焼が悪くなり、それに伴う誤動作が発生します。たとえば、触媒の寿命が大幅に短くなります。 これは、排気ガスの戻り機構が故障している場合のモーターの動作が実際にどのように見えるかを示しています。
アイドルスピードを安定させるために、コントロールユニットは燃料システムの動作と点火（ガソリンユニットの場合）を調整します。 しかし、スロットルを開くと真空が大幅に上昇し、排気圧が急激に上昇するため、オープンダンパーを流れる排気ガスが増えるため、トランジェントモードではこのタスクに対処できません。
その結果、エンジンは燃料の完全燃焼に必要な量の酸素を受け取りません。 故障の程度によっては、車がガクガクしたり、失火したり、不安定になったり、XXが完全になくなったり、内燃エンジンが始動しなくなったりすることがあります。
ミスト潤滑は、ユニットのインテークマニホールドにあります。 高温の排気ガスと常に接触しているため、マニホルドの内面、バルブ、インジェクターの外面、およびスパークプラグはすぐに炭素堆積物で覆われるようになります。 場合によっては、BTCがシリンダーに入る前に燃料の点火が発生する可能性があります（アクセルペダルを強く踏んだ場合）。
不安定なアイドル速度については、EGRバルブが故障した場合、完全に消失するか、限界に達する可能性があります。 車にオートマチックトランスミッションが装備されている場合、XNUMX番目のケースの運転手はすぐにオートマチックトランスミッションの修理にお金を費やす必要があります。 各メーカーが独自の方法で排気ガス再循環プロセスを実施しているため、このシステムの誤動作は本質的に個別です。 また、この結果は、パワーユニット、点火システム、および燃料システムの技術的状態に直接影響されます。
システムを無効にすると、ディーゼルエンジンがアイドル状態でより激しく作動します。 ガソリンエンジンでは非効率的な燃料消費が見られます。 場合によっては、不適切な混合気を使用した結果として大量の煤が発生するため、触媒がより早く詰まることがあります。 その理由は、現代の自動車の電子機器がこのシステム用に設計されているためです。 コントロールユニットが再循環の修正を行わないようにするには、チップチューニングと同様に、コントロールユニットを書き直す必要があります（この手順について読む ここで).
再循環システムの種類
現代の自動車では、XNUMX種類のEGRシステムのいずれかをパワーユニットに取り付けることができます。
- Euro4エコスタンダードに準拠。 これは高圧システムです。 フラップは、インテークマニホールドとエキゾーストマニホールドの間に直接配置されています。 モーターの出口では、メカニズムはタービンの前に立っています。 この場合、電空バルブが使用されます（以前は、空気圧-機械式アナログが使用されていました）。 このようなスキームの動作は次のとおりです。 スロットル 閉じています-エンジンはアイドリングしています。 吸気管の真空度が低いため、フラップが閉じています。 アクセルを押すと、キャビティ内の真空度が高くなります。 その結果、吸気システムに背圧が発生し、バルブが完全に開きます。 一定量の排気ガスがシリンダーに戻されます。 この場合、排気ガスの圧力が低く、インペラを回転させることができないため、タービンは作動しません。 空気圧バルブは、開いた後、モーター速度が適切な値に低下するまで閉じません。 より最近のシステムでは、再循環設計には、モーターモードに従ってプロセスを調整する追加のバルブとセンサーが含まれています。
- Euro5エコスタンダードに準拠。 このシステムは低圧です。 この場合、デザインはわずかに変更されます。 ダンパーはパティキュレートフィルターの後ろの領域にあります（なぜそれが必要なのか、そしてそれがどのように機能するのかについては、読んでください ここで）排気システムと吸気-ターボチャージャーの前。 この変更の利点は、排気ガスが少し冷える時間があり、フィルターを通過するため、すすやその他のコンポーネントが除去されるため、以前のシステムのデバイスの寿命が短くなることです。 。 この配置は、排気がタービンインペラを完全に通過してスピンアップするため、ターボチャージャーモードでも排気ガスを戻します。 そのような装置のおかげで、システムはエンジン出力を低下させません（一部のドライバーが言うように、それはエンジンを「窒息」させません）。 多くの現代の自動車モデルでは、パティキュレートフィルターと触媒が再生されます。 バルブとそのセンサーは車の熱負荷ユニットから遠くに配置されているため、このようないくつかの手順を実行しても故障することはほとんどありません。 再生プロセス中、DPF内の温度を一時的に上昇させ、含まれている煤を燃焼させるためにエンジンが追加の燃料とより多くの酸素を必要とするため、バルブは閉じられます。
- Euro6エコスタンダードに準拠。 これは複合システムです。 その設計は、上記のデバイスの一部である要素で構成されています。 これらのシステムはそれぞれ独自のモードでのみ動作するため、内燃エンジンの排気システムからの吸気には、両方のタイプの再循環メカニズムからのバルブが装備されています。 インテークマニホールド内の圧力が低い場合、Euro5（低圧）インジケーターに典型的なステージがトリガーされ、負荷が増加すると、ステージがアクティブになり、Euro4（高圧）エコに準拠した車で使用されます標準。
これは、外部再循環のタイプに属するシステムの動作方法です（プロセスは電源ユニットの外部で行われます）。 それに加えて、排気ガスの内部供給を提供するタイプがあります。 インテークマニホールドに入っているかのように、排気の一部を取り除くことができます。 このプロセスのみが、カムシャフトをわずかにクランキングすることによって保証されます。 このため、ガス分配メカニズムに移相器が追加で取り付けられています。 この要素は、内燃機関の特定の動作モードで、バルブタイミングをわずかに変更します（それが何であるか、そしてそれらがエンジンに対してどのような値を持っているか、それは説明されています 別々に).
この場合、シリンダーの両方のバルブが特定の瞬間に開きます。 新しいBTC部分の排気ガス濃度は、これらのバルブが開いている時間によって異なります。 この手順では、ピストンが上死点に達する前に入口が開き、ピストンのTDCの直前で出口が閉じます。 この短い期間のために、少量の排気が吸気システムに流れ込み、ピストンがBDCに向かって移動するときにシリンダーに吸い込まれます。
この変更の利点は、シリンダー内の排気ガスのより均一な分配であり、システムの速度は外部再循環の場合よりもはるかに高速です。
最新の再循環システムには追加のラジエーターが含まれており、その熱交換器により、排気ガスが吸気管に入る前に迅速に冷却されます。 自動車メーカーはさまざまなスキームに従ってこのプロセスを実装し、追加の制御要素がデバイスに配置される可能性があるため、このようなシステムの正確な構成を指定することは不可能です。
ガス再循環バルブ
これとは別に、EGRバルブの種類についても言及する必要があります。 それらは、それらが管理される方法において互いに異なります。 この分類によれば、すべてのメカニズムは次のように分類されます。
- 空気圧バルブ。 このタイプのデバイスは、もうほとんど使用されていません。 それらは動作の真空原理を持っています。 フラップは、吸気管で発生した真空によって開かれます。
- 電空。 このようなシステムでは、ECUによって制御される電気バルブが空気圧バルブに接続されます。 搭載システムの電子機器はモーターのモードを分析し、それに応じてダンパーの動作を調整します。 電子制御ユニットは、温度と空気圧、冷却水温度などのセンサーから信号を受信します。 そして、受信したデータに応じて、デバイスの電気駆動装置をアクティブにします。 このようなバルブの特徴は、バルブ内のダンパーが開いているか閉じていることです。 吸気システムの真空は、追加の真空ポンプによって作成できます。
- 電子。 これはメカニズムの最新の開発です。 電磁弁はECUからの信号から直接作動します。 この変更の利点は、操作がスムーズなことです。 それはXNUMXつのダンパー位置によって提供されます。 これにより、システムは内燃エンジンのモードに応じて排気ガスの量を自動的に調整できます。 システムは、バルブを制御するために吸気管内の真空を使用しません。
再循環システムの利点
車両の環境にやさしいシステムはパワートレインに有益ではないという一般的な考えに反して、排気ガス再循環にはいくつかの利点があります。 追加の中和剤を使用できるのに、なぜ内燃エンジンの出力を下げるシステムを設置するのか理解できない人もいるかもしれません（ただし、この場合、貴金属は有毒物質を中和するために使用されるため、排気システムは文字通り「ゴールデン」になります） 。 このため、このようなマシンの所有者は、システムを無効にするように設定されている場合があります。 一見不利に見えるにもかかわらず、排気ガス再循環は、いくつかの点でパワーユニットにさえ利益をもたらします。
このプロセスの理由は次のとおりです。
- ガソリンエンジンでは、オクタン価が低いため（それが何であるか、およびこのパラメーターが内燃機関にどのような役割を与えるかについて）、以下をお読みください。 別々に）燃料爆発が頻繁に発生します。 この誤動作の存在は、詳細に説明されている同名のセンサーによって示されます ここで..。 再循環システムの存在は、この悪影響を排除します。 一見矛盾しているように見えますが、逆に、egrバルブの存在により、たとえば、以前の点火に対して異なる点火タイミングを設定した場合に、ユニットの出力を上げることができます。
- 次のプラスはガソリンエンジンにも当てはまります。 このようなICEのスロットルでは、多くの場合、大きな圧力降下が発生します。そのため、電力の損失はわずかです。 再循環の操作により、この影響を減らすこともできます。
- ディーゼルエンジンに関しては、XXモードでは、システムは内燃エンジンのよりソフトな動作を提供します。
- 車が環境管理に合格した場合（たとえば、EU諸国との国境を越える場合、この手順は必須です）、リサイクルの存在により、このチェックに合格して合格する可能性が高くなります。
ほとんどの車種では、再循環システムをオフにするのはそれほど簡単ではなく、エンジンがそれなしで安定して動作するためには、電子制御ユニットの追加設定を行う必要があります。 他のソフトウェアをインストールすると、ECUがEGRセンサーからの信号の不足に応答できなくなります。 しかし、そのような工場プログラムはないので、電子機器の設定を変更すると、車の所有者は自分の危険とリスクで行動します。
結論として、モーター内で再循環がどのように機能するかについての短いアニメーションビデオを提供します。
質問と回答：
EGRバルブの確認方法は？ バルブ接点がオンになっています。 クリック音が聞こえるはずです。 その他の手順は、設置場所によって異なります。 基本的には、エンジン運転中にバキュームメンブレンをわずかに押す必要があります。
EGRバルブとは何ですか？ これは、排気ガス中の有害物質の含有量を減らし（一部のガスはインテークマニホールドに送られます）、ユニットの性能を向上させるために必要な要素です。
EGRバルブはどこにありますか？ モーターの設計によります。 インテークマニホールドの領域でそれを探す必要があります（マニフォールド自体またはインテークをエンジンに接続するパイプライン上）。
排気バルブはどのように機能しますか？ スロットルをさらに開くと、吸気マニホルドと排気マニホルドの圧力差により、排気ガスの一部がEGRバルブを介して内燃エンジンの吸気システムに吸い込まれます。
