FUNCȚIONAREA SUPAPEI DE RECIRCULARE A GAZELOR DE EȘAPAMENT

Motorul diesel se caracterizează și prin funcționarea cu amestec sărac, aerul necesar arderii în totalitate a motorinei fiind în exces. În plus, datorită presiunii înalte din cilindru, temperatura la care are loc arderea este de asemenea ridicată. Oxigenul în exces și temperaturile înalte sunt elementele de bază pentru producerea de oxizi de azot. Din acest motiv motorul diesel, comparativ cu motorul pe benzină, produce mai mult Nox.

Emisiile poluante ale acestor motoare sunt în principal următoarele:
-Oxidul de azot (Nox)
-Monoxidul de carbon(CO)
-Particulele solide

Oxizii de azot (NOx) sunt poluanţi care provin dintr-o ardere la temperatura ridicată. Această creştere de temperatură poate fi consecinţa mai multor fenomene:
-Un exces de aer
-Un reglaj de avans aproximativ
-O presiune de supraalimentare foarte importantă
-Un raport volumetric greşit.

Două mijloace permit diminuarea conţinutului de NOx din gazele de eşapament:
1.Calculatorul optimizează punctul de avans în funcţie de sarcină şi de regimul motor.
2.Sistemul E.G.R. (Reciclarea Gazelor de Eşapament) coboară temperatura de ardere prin înlocuirea excedentului de oxigen cu gazele de eşapament (gaze inerte).

Practic, cu cât temperatura, respectiv cantitatea de oxigen din camera de ardere a cilindrilor este mai mare, cu atât nivelul de oxizi de azot va fi mai ridicat. De aceea, pentru a reduce semnificativ influența celor doi factori (cantitatea de oxigen și temperatura de ardere) EGR-ul reintroduce gazele arse înapoi în galeria de admisie.

Recircularea gazelor arse în galeria de admisie nu se face continuu în timpul funcționării motorului. Unitatea de control electronică (ECU) comandă supapa EGR (4) pentru a permite gazelor arse să intre în admisie. Pe motoarele supraalimentate controlul debitului de gaze arse se face și cu ajutorul obturatorului(5) care, prin
închidere, scade presiunea în galeria de admisie și facilitează curgerea gazelor dinspre galeria de evacuare.

Sistemul EGR reduce semnificativ cantitatea de NOx dar, dacă gazele de evacuare sunt introduse excesiv în admisie, poate avea impact asupra creșterii emisiilor de monoxid de carbon (CO), hidrocarburi (HC) și particule (PM), deoarece acestea se produc ca urmare a arderii incomplete a combustibilului din lipsă de oxigen. Utilizarea EGR-ul se face în domeniul sarcinilor parțiale ale motorului și la turații mici și medii, domenii în care oxigenul este în exces. În cazul în care conducătorul dorește un cuplu ridicat de la
motor sistemul EGR este dezactivat.

Reglarea EGR-ului trebui să se facă astfel încât să se gasească compromisul optim între emisiile poluante și
performanțele dinamice ale automobilului.

Odată cu intrarea în vigoare a normelor de poluare Euro 3 EGR-ul a devenit echipament standard pentru majoritatea automobilelor echipate cu motor diesel. EGR-ul s-a dovedit un sistem eficient și ieftin pentru a reduce emisiile de oxid de azot.
Gestionarea electronică permite obţinerea unei rate de recirculare variabilă care poate fi cartografiată în funcţie de mai mulţi parametri. În anumite cazuri, va fi posibilă buclarea sistemului controlând poziţia reală a vanei EGR. În cazul gestionării electronice a vanei E.G.R, anumite informaţii sunt esenţiale pentru calculator:

Sarcina:
Informează calculatorul de cererea de sarcină determinând comandarea E.G.R.-ului numai la sarcini joase şi interzice comanda vanei în deceleraţie (se evită emisiile de fum).

Viteza vehiculului:
Informează calculatorul despre viteza vehiculului pentru strategia E.G.R-ului; de exemplu dacă viteza vehiculului este nulă şi pedala acceleraţie ridicată sau viteza motorului la relanti, atunci E.G.R se va dezactiva; când viteza devine mai mare de 40km/h E.G.R. este din nou activată; aceasta pentru a evita ancrasarea supapelor.

Regimul motor:
La fel ca şi la informaţia viteză vehicul, utilă la strategia de comandă a vanei E.G.R.; în majoritatea cazurilor E.G.R.-ul nu mai este comandat peste 3000tr/min şi sub un regim de minim 800 tr/min pentru a evita calarea motorului.

Temperaturile apei, aerului şi motorinei:
Aceste informaţii servesc la strategia de comandă a E.G.R.-ului; de exemplu dacă temperatura apei de răcire este prea mică se limitează rata de gaz reciclat, altfel s-ar limita creşterea temperaturii motorului; în plus la rece există mai puţin NOx.

Presiunea atmosferică:
Informează asupra altitudinii pentru activarea vanei; cu creşterea altitudinii oxigenul se rarefiază, temperatura de ardere scade, deci nu mi este utilă comandarea vanei.

Poziţia vanei:
La vanele E.G.R. electrice, poziţia vanei este controlată printr-un captor de tip potenţiometru care este integrat în aceasta. Acesta informează calculatorul de poziţia exactă a vanei, calculatorul determinând deschiderea reală precum şi funcţionarea vanei. În caz de defectare a acestui captor vana nu mai poate fi comandată.

SISTEMUL EGR CU RĂCIRE ÎNTERMEDIARĂ

Cu cât temperatura gazelor arse introduse în admisie este mai scăzută cu atât densitatea acestora este mai mare. Prin răcirea gazelor de evacuare, înainte de a fi recirculate, se îmbunătățește eficiența sistemului EGR deoarece cantitatea de gaze inerte în admisie crește ce rezultă într-o temperatura la sfîrșitul arderii mai mică și cantitatea de oxigen în cilindru mai redusă. Începând cu normele Euro 4 motoarele diesel cu EGR sunt prevăzut cu radiator de răcire a gazelor de evacuare și supapă de by-pass (ocolire).

După ce temperatura motorului ajunge la valoarea nominală, pentru a crește eficiența sistemului EGR gazele arse sunt răcite prin intermediul unui radiator. Supapa de by-pass este activată atunci când motorul este rece, gazele arse ocolesc radiatorul de răcire și intră direct în motor.

COMPONENTELE SISTEMULUI EGR PENTRU AUTOMOBILE

Componenta principală a sistemului EGR este supapa de recirculare a gazelor arse care mai este numită și supapă sau vană EGR. Primele supape EGR comercializate erau cu acționare electropneumatică. Acest tip de acționare avea avantajul izolării părții electronice a EGR-ului de componentele cu temperatură înaltă. Motoarele moderne cu sisteme EGR sunt dotate aproape integral cu supape acționate electric și comandate direct de unitatea de control electronică a motorului.

SUPAPĂ EGR ACȚIONATĂ ELECTRIC

Avantajul supapelor EGR cu acționare electrică cu motor electric de curent continuu, comparativ cu cele cu acționare electropneumatică, este timpul de răspuns mai mic. Pentru aceste supape deschiderea și închiderea se poate realiza sub 100 de milisecunde. Acest lucru este important deoarece se dorește închiderea completă a supapei EGR când conducătorul auto dorește cuplul motor maxim. Pentru răcirea gazelor de evacuare se utilizează radiatoare care folosesc lichidul de răcire al motorului ca agent termic.

Unele radiatoare sunt prevăzute cu mai multe tuburi centrale prin care circulă gazele de evacuare. Pe lângă aceste tuburi curge lichidul de răcire a motorului care preia o parte din căldura gazelor de evacuare.

SISTEMUL EGR PENTRU MOTOARELE CU BENZINĂ

Datorită faptului că majoritatea motoarelor pe benzină funcționează cu amestec stoichiometric emisiile de NOx sunt relativ scăzute și nu este necesar utilizarea unui sistem EGR.
Excepție de la acestă regulă o fac motoarele pe benzină cu injecție directă care datorită modului de funcționare cu amestec stratificat pot necesita utilizarea EGR-ului.