Как работает дизельный двигатель автомобиля

Как работает дизельный двигатель автомобиля

Согласно сложившимся представлениям, дизельные двигатели производят много шума, неприятно пахнут и не дают нужной мощности. Считается, что они пригодны лишь для грузовых автомобилей, фургонов и такси. Возможно, в 1980-х гг. все было так, однако с тех пор ситуация в корне поменялась. Дизельные двигатели и органы управления системами впрыска топлива стали гораздо более совершенными. В 1985г. в Великобритании было продано почти 65 000 автомобилей с дизельными двигателями (примерно 3,5% от общего количества проданных автомобилей). Для сравнения, в 1985г. было продано всего 5380. (данные, вероятно, для рынка США).

Основные части дизельного двигателя должны быть прочнее, чем части двигателя, работающего на бензине.

Зажигание. Для зажигания не требуются искры, т.к. смесь воспламеняется под действием компрессии.

Запальные свечи. Нагревают камеру сгорания при холодном старте.

Многие дизельные двигатели были созданы на основе бензиновых двигателей, однако их основные детали обладают повышенной прочностью и способны выдерживать высокое давление.

Топливо попадает в двигатель за счет нагнетательного насоса с дозатором, который обычно прикреплен к боку блока цилиндров. В системе не используется электрическое зажигание.

Основным преимуществом дизельных двигателей перед бензиновыми является снижение эксплуатационных расходов. Дизельные двигатели обладают большей эффективностью за счет сильной компрессии и низкой стоимости топлива. Разумеется, цены на дизель могут варьироваться, поэтому автомобиль с дизельным двигателем обойдется вам дорого, если вы живете в регионе с высокими ценами на дизельное топливо. Кроме того, таким автомобилям реже требуется техобслуживание, однако замена масла для них организуется чаще, чем для автомобилей, которые работают на бензине.

Повышение мощности

Основным недостатком дизельных двигателей является их малая мощность по сравнению с бензиновыми двигателями равного объема.

Эту проблему можно решить, просто увеличив объем двигателя, однако зачастую это приводит к значительному утяжелению автомобиля.

Некоторые производители снабжают свои двигатели турбонагнетателями, чтобы повысить их конкурентоспособность. К примеру, производством турбодизелей занимаются Rover, Mercedes, Audi и VW.

Как работают дизельные двигатели

Впуск

При движении поршня вниз по цилиндру открывается впускной клапан, впускающий воздух.

Компрессия

Когда поршень доходит до нижнего основания цилиндра, впускной клапан закрывается. Поршень поднимается, сжимая воздух.

Зажигание

Топливо впрыскивается в цилиндр, когда поршень доходит до верхнего основания. При этом топливо воспламеняется и снова приводит поршень в движение.

Выпуск

На обратном пути поршень открывает клапан выпуска, и отработанный газ выходит из цилиндра.

Четырехтактные дизельный и бензиновый двигатели работают по-разному, несмотря на то, что в их состав входят одинаковые компоненты. Основное отличие заключается в способе зажигания топлива и управления получаемой в результате энергией.

В двигателе, работающем на бензине, смесь воздуха и топлива зажигается от искры. В дизельном двигателе топливо воспламеняется под действием сжатого воздуха. В дизельных двигателях воздух сжимается в среднем в соотношении 1/20, в то время для бензиновых двигателей — это соотношение в среднем равно 1/9. Такое сжатие сильно нагревает воздух до температуры, достаточной для мгновенного воспламенения топлива, поэтому при использовании дизельного двигателя нет нужды в искрах или других способах зажигания.

Бензиновые двигатели поглощают очень много воздуха за один такт поршня (конкретный объем зависит от степени открытия отверстия дросселя). Дизельные двигатели всегда поглощают один и тот же объем, который зависит от скорости, при этом воздухопровод не оснащен дросселем. Его перекрывает один впускной клапан, а в двигателе отсутствует карбюратор и дисковый затвор.

Когда поршень достигает нижнего основания цилиндра, впускной клапан открывается. Под действием энергии от других поршней и импульса от махового колеса поршень отправляется к верхнему основанию цилиндра, сжимая воздух примерно в двадцать раз.

Как только поршень достигает верхнего основания, в камеру сгорания впрыскивается тщательно отмеренный объем дизельного топлива. Нагретый при сжатии воздух мгновенно воспламеняет топливо, которое расширяется при сгорании и снова отправляет поршень вниз, поворачивая коленчатый вал.

Когда поршень двигается вверх по цилиндру на такте выпуска, выпускной клапан открывается, позволяя отработанным и расширившимся газам выйти в выхлопную трубу. В конце такта выпуска цилиндр снова готов к новой порции свежего воздуха.

Конструкция дизельного двигателя

Дизельный и бензиновый двигатель состоят из одинаковых частей, которые выполняют одни и те же функции. Тем не менее, части дизельного двигателя обладают повышенной прочностью, т.к. они призваны выдерживать большую нагрузку.

Стенки блока дизельного двигателя обычно намного толще стенок блока бензинового двигателя. Они укреплены дополнительными решетками, которые блокируют импульсы. Помимо этого, блок дизельного двигателя эффективно поглощает шумы.

Поршни, шатуны, валы и крышки корпуса подшипников изготавливаются из самых прочных материалов. Головка цилиндра дизельного двигателя имеет особый вид, связанный с формой форсунок, а также формами камеры сгорания и вихрекамеры.

Впрыск

Для плавной и эффективной работы любого двигателя внутреннего сгорания требуется правильная смесь воздуха и топлива. Для дизельных двигателей эта проблема особенно актуальна, т.к. воздух и топливо подаются в разное время, смешиваясь внутри цилиндров.

Впрыск топлива в двигатель может быть прямым и непрямым. По сложившейся традиции чаще используется непрямой впрыск, т.к. он позволяет создавать вихревые потоки, которые смешивают топливо и сжатый воздух в камере сгорания.

Прямой впрыск

При прямом впрыске топливо опадает прямо в камеру сгорания, расположенную в головке поршня. Такая форма камеры не позволяет смешивать воздух с топливом и поджигать получившуюся смесь без жесткого стука, характерного для дизельных двигателей.

В двигателе с непрямым впрыском обычно присутствует небольшая спиральная вихрекамера (форкамера). Перед попаданием в камеру сгорания топливо проходит через вихрекамеру, и в нем образуются вихревые потоки, обеспечивающие лучшее смешивание с воздухом.

Недостатком такого подхода является то, что вихрекамера становится частью камеры сгорания, а значит, вся конструкция приобретает неправильную форму, вызывает проблемы при сгорании и негативно влияет на эффективность работы двигателя.

Непрямой впрыск

При непрямом впрыскивании топливо попадает в небольшую форкамеру, а оттуда — в камеру сгорания. В результате конструкция приобретает неправильную форму.

Двигатель с прямым впрыском не оборудован вихрекамерой, и топливо прямиком попадает в камеру сгорания. При проектировании камер сгорания в головке поршня инженеры должны уделять особое внимание их форме, чтобы обеспечить достаточную силу вихрей.

Запальные свечи

Чтобы разогреть головку блока цилиндров и блок цилиндров перед холодным стартом, в дизельных двигателях используются запальные свечи. Короткие и широкие свечи являются составной частью электросистемы автомобиля. При включении питания элементы в свечах очень быстро нагреваются.

Запальные свечи включаются при особом повороте колонки рулевого управления или с помощью отдельного переключателя. В последних моделях свечи выключаются автоматически, как только двигатель разогревается и разгоняется до скорости, превышающей скорость холостого хода.

Управление скоростью

В отличие от бензиновых двигателей, в дизельных двигателях отсутствует дроссель, поэтому объем потребляемого ими воздуха остается неизменным. Частота вращения двигателя определяется только объемами топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания. Чем больше топлива, тем больше энергии выделяется при сгорании.

Педаль газа подключена к датчику в система зажигания, а не к дросселю, как в автомобилях, которые работают на бензине.

Для остановки дизельного двигателя по-прежнему необходимо повернуть ключ зажигания. В бензиновом двигателе при этом исчезает искра, а в дизельном — отключается соленоид, отвечающий за подачу топлива в насос. После этого двигатель расходует оставшееся в нем топливо и останавливается. По факту, дизельные двигатели останавливаются быстрее, чем бензиновые, потому что высокое давление сильно замедляет ход.

Как заводится дизельный двигатель

Дизельные двигатели, подобно бензиновым, заводятся при включении электромотора, запускающего цикл сжатия и воспламенения. Тем не менее, при низкой температуре дизельные двигатели заводятся с трудом, потому что сжатый воздух не разогревается до температуры, необходимой для воспламенения топлива.

Для решения этой проблемы производители изготавливают запальные свечи. Запальные свечи представляют собой питаемые от батареи электроотопители, которые включаются за несколько секунд до запуска двигателя.

Дизельное топливо

Топливо, используемое в дизельных двигателях, сильно отличается от бензина. Оно не проходит очистку, а потому представляет собой вязкую тяжелую жидкость, которая испаряется довольно медленно. Благодаря этим физическим свойствам дизельное топливо иногда называют дизельным маслом или мазутом. В сервисных центрах и на заправках автомобили, работающие на дизельном топливе, часто называют дервами (от diesel-engined road vehicles).

В холодную погоду дизельное топливо быстро густеет или даже замерзает. Кроме того, в нем содержится небольшое количество воды, которая также может замерзнуть. Все виды топлива поглощают из атмосферы воду. Более того, она нередко проникает в подземные резервуары. Допустимое содержание воды в дизельном топливе — 0,00005-0,00006%, т.е. четверть стакана воды на 40 литров топлива.

Лед или водяная пробка может заблокировать топливопроводы и форсунки, что делает невозможной работу двигателя. Именно поэтому в холодную погоду можно увидеть водителей, которые пытаются подогреть топливопровод с помощью паяльника.

В качестве превентивной меры можно возить с собой дополнительный бак, однако современные производители уже добавляют в топливо примеси, которые позволяют использовать его при температуре выше -12-15°C.

Ключевые слова:

Неисправность клапана EGR (ЕГР): Причина, признаки, ремонт и затраты

Вот почему к клапану ЕГР нужно относиться серьезно: мал да удал.

Если клапан ЕГР (EGR) перестает работать правильно, то в автомобиле могут появиться определенные симптомы явно указывающие нам на неисправность системы рециркуляции выхлопных газов. К нашему с вами счастью, чаще всего это не говорит о том, что пришла пора менять сам клапан. Во многих случаях мы можем самостоятельно все легко исправить сами.

Рециркуляция отработавших газов в дизельных и бензиновых двигателях

Это на первый взгляд может показаться нам немного странным, что выхлопные газы двигателя не всегда и не сразу выходят полностью через выхлопную трубу. На самом деле эти отработанные газы возвращаются обратно в двигатель. Этот технический трюк понижает температуру сгорания дизельного топлива, что впоследствии снижает образование такого вредного вещества, как оксид азота (NOx). Рециркулируемые выхлопные газы вытесняют свежий воздух во впускном канале, т.е. тот низкий уровень кислорода в выхлопных газах, а затем поглощают часть тепла сгорания в камере сгорания, в результате чего температура горения существенно снижается. В итоге образование вредного оксида азота резко падает.

Этот клапан EGR управляется с помощью вакуума. Когда клапан (внутри) открывается, то он освобождает путь для выхлопных газов во впускной канал.

В бензиновых двигателях тоже используется система рециркуляции выхлопных газов. Здесь возврат отработанных газов в двигатель служит для снижения расхода топлива автомашиной, поскольку дроссельная заслонка может быть дополнительно открыта за счет давления возвращенными выхлопными газами. Таким образом уменьшаются так называемые потери энергии при открытии дроссельной заслонки, а это способствует снижению расхода топлива и соответственно приводит к уменьшению уровня вредных веществ в самой выхлопной системе.

Внутренняя и внешняя рециркуляция отработавших газов

В двигателях внутреннего сгорания (ДВС), как правило, имеются две системы рециркуляции отработанных газов, т.е. – внутренняя и внешняя. Внутренняя система рециркуляция выхлопных газов двигателя не требует дополнительных компонентов, так как реализована самой конструкцией силового агрегата. Так, во время проектирования двигателей инженеры настраивают время выпуска клапанов таким образом, чтобы они оставались в начале такта впуска на некоторое время открытыми. В итоге часть ранее выпущенных выхлопных газов снова всасывается обратно в камеру сгорания.

При внешней же рециркуляции выхлопных газов отработавшие газы направляются во впускной канал через внешний трубопровод системы отработавших газов (система ЕГР-EGR). Во многих дизельных и некоторых бензиновых двигателях используется дополнительный охладитель EGR. Этот охладитель охлаждает выхлопные газы с помощью антифриза (охлаждающей жидкости), что существенно понижает температуру отработанных газов приводя не только к снижению расхода топлива, но и к существенному снижению уровня вредных веществ в выхлопной системе самого автомобиля (понижается температура горения).

Функция клапана рециркуляции ОГ (отработанных газов)

Когда и в каких количествах направлять отработанные газы во внешнюю систему рециркуляции газов, регулируется и управляется через клапан рециркуляции отработавших газов — часто его называют клапан рециркуляции ОГ (отработанных газов) — или EGR / ЕГР.

Клапан EGR обычно состоит из тарельчатого клапана или специальной задвижки. Этот клапан выпускает или препятствует движению выхлопных газов к впускному тракту двигателя.

С помощью датчиков, таких, как датчик массового расхода воздуха и датчик кислорода (лямбда-зонд), блок управления двигателем рассчитывает идеальное количество рециркуляции отработавших газов и соответственно, управляет клапаном рециркуляции выхлопных газов (клапаном ЕГР).

Механическое движение устройства клапана ЕГР обычно выполняется электропневматически или электрически с помощью сервомоторчика.

В некоторых моделях автомобилей клапан рециркуляции выхлопных газов оснащен также датчиком положения, который контролирует правильное открытие и закрытие заслонки или толкателя. Кстати, рециркуляция отработавших газов происходит только в области частичной нагрузки двигателя.

Клапан EGR- дефекты и симптомы

Часто клапан ОГ (EGR) покрывается смесью сажи и масла. На фотографии друзья вы можете видеть, как выглядит клапан рециркуляции отработавших газов после тысяч километров эксплуатации автомобиля.

Неисправность клапана EGR может проявляться по-разному. Вот признаки, которые могут указывать на неисправность клапана рециркуляции отработанных газов:

— При разгоне, автомобиль набирает скорость рывками.

— Колебания на холостом ходу.

— Потеря мощности двигателя.

— Появление на приборной панели значка «Check Engine» (Чек двигателя – аварийная программа работы двигателя).

— В выхлопных газах повышается уровень оксида азота.

— Черный дым из выхлопной трубы.

— Повышенный расход топлива.

Поскольку клапан EGR с его регулировочным механизмом находится в потоке выхлопных газов, то он является наиболее чувствительным компонентом системы рециркуляции отработавших газов. Из-за сажи, содержащейся в выхлопных газах, регулировочный механизм клапана рециркуляции отработанных газов с течением времени может начать работать неправильно.– клапан может перестать нормально открываться или закрываться.

Также этот клапан может загрязниться и из-за паров масла из маслоотделителя, которые в сочетании с сажей делают со временем свое злое дело.

В результате неправильной работы клапана ОГ в выхлопной системе может существенно вырасти уровень вредных веществ. Также может появиться и отсроченный отклик автомобиля при нажатии педали газа (отклик дроссельной заслонки). В том числе наиболее частый симптом неисправности клапана ОГ является,– сильная потеря мощности двигателя. Обычно это бывает тогда, когда клапан не может закрыться должным образом. Вместе с потерей мощности в этом случае в выхлопной трубе может появиться еще и черный дым, который образуется из-за отсутствия необходимой порции свежего воздуха при полной нагрузке.

Если клапан EGR (ЕГР) застрял при закрытом положении, то возможно, что при движении автомобиля вы просто не заметите никаких признаков его неисправности. Но если при этом виде неисправности взять и замерить уровень оксида азота, то вы сразу обнаружите его существенное превышение от нормы.

В том числе, загрязненный клапан ОГ (что также неизбежно означает загрязнение в системе впуска двигателя) может приводить и к увеличению расхода топлива. Кстати, иногда все эти признаки могут появляться лишь периодически (не постоянно), так как клапан ЕГР может восстанавливать свою функцию самостоятельно. Однако даже временные симптомы неустойчивости работы не следует игнорировать, поскольку это явно указывает на его неисправность. Что означает, что в ближайшем будущем проблемы с клапаном ОГ будут учащаться и рано или поздно это приведет к выходу данного клапана из строя.

Из-за клапана ОГ на «приборке» горит «Чек двигателя»

Еще одним признаком неисправности клапана EGR (ЕГР) является появление на приборном щитке ошибки двигателя («Чек двигателя»). Правда такое появление ошибки двигателя не обязательно связано с датчиком положения клапана рециркуляции отработанных газов, который обычно и обнаруживает в некоторых автомобилях неправильное положение клапана.

Неисправность в работе клапана ОГ могут обнаружить и другие датчики автомобиля, такие например, как датчики давления или температуры, которые могут передавать блоку управления двигателем противоречивые значения (данные) из-за отсутствия выхлопных газов в системе рециркуляции ОГ. В итоге мы наблюдаем, если датчики обнаруживают неисправность в работе двигателя, то на комбинации приборов автомобиля загорается контрольная лампа «Check Engine» («Чек двигателя «).

Также в памяти самого блока управления двигателем записывается сам код ошибки, который привел к появлению значка «Чек двигателя».

Так, в памяти компьютера при появлении значка «Чек двигателя» из-за неправильной работы клапана отработавших газов может появиться код ошибки который означает, что «Рециркуляция отработавших газов слишком низкая».

В том числе может появиться и такая ошибка, означающая, что «Утечка в системе впуска». Такая ошибка может появиться, когда клапан застрял в открытом положении. Правда, обратите друзья внимание на следующее, что иногда коды ошибок, связанных с отработанными газами, могут означать совсем другие неисправности в работе двигателя, которые никак не связаны с дефектами клапана EGR.

Можно ли эксплуатировать автомобиль с неисправным клапаном EGR?

Кратковременных признаков неисправности клапана рециркуляции отработавших газов, как правило, не следует опасаться. Но все-же, если из-за работы клапана ОГ на приборке появляется значок «Чек двигателя» и мотор уходит в аварийный режим работы, то вам нужно как можно скорее обратиться в технический центр для компьютерной диагностики всей системы, а также получить консультацию автослесаря.

Если в процессе диагностики выяснится, что клапан EGR застрял в открытом положении (распознается обычно потерей мощности при полной нагрузке двигателя), то это может привести к постоянной подаче в саму систему впуска отработанных газов. В итоге за пределами частичной нагрузки двигателя увеличивается и сама рециркуляция выхлопных газов, что приводит к неправильному впрыску топлива. Таким образом, при полной нагрузке двигателя происходит неполное сгорание топлива. Это в свою очередь приводит к чрезмерному образованию сажи, которая, например, в дизельном двигателе может засорить сажевый фильтр. В худшем случае неисправность клапана EGR, который заклинило в открытом положении, может привести к выходу из строя турбонагнетателя (турбины).

Причины неисправного клапана рециркуляции ОГ

В случае загрязнения клапана EGR (ЕГР) наиболее частой неисправностью является застревание механизма клапана в открытом или закрытом положении. И это является вполне естественным процессом. Ведь механизм клапана ОГ расположен в нефильтрованном потоке выхлопных газов, а это неизбежно рано или поздно приведет к его выходу из строя. Обычно клапан отработавших газов имеет достаточно большой ресурс службы. Особенно это касается старых автомобилей. Но что интересно, что в более современных автомашинах этот клапан EGR выходит из строя намного быстрее. Например, в прошлом на автомобилях клапан ОГ мог работать десятилетиями и спокойно прослужить, как минимум 200 тыс. километров. Но вот современные автомобили сегодня получили уже для себя новое программное обеспечение, которое настроено на более низкие уровни вредных веществ в выхлопной системе (в связи с новыми ужесточившимися экологическими нормами, принятыми недавно ЕС).

В итоге программное обеспечение в новых автомобилях способствует ускорению рециркуляции отработавших газов. Это делается для конкретного снижения выбросов оксида азота. Так что друзья запомните, что в современных автомобилях ресурс клапана ОГ стал существенно меньше, чем это было в старых авто.

Кроме того, к неисправности в работе клапана EGR могут привести и неисправные контакты штепселя электрической линии. Также причиной неправильной работы клапана ОГ иногда может стать повреждение внешней линии рециркуляции выхлопных газов. Так, к примеру, труба системы рециркуляции ОГ может просто повредиться и в ней могут появиться небольшие трещины. В том числе могут повредиться и резиновые уплотнения, которые непременно приведут к утечке отработанных газов. В конечном итоге система рециркуляции отработавших газов начнет работать неправильно.

Еще одна частая неисправность клапана ОГ связана с потерей масла в области головки блока двигателя. В этом случае пары масла, возникающие в результате горения, могут привести к загрязнению клапана EGR.

В этом случае очистка старого загрязненного клапана ОГ или его замена на новый целесообразна только в том случае, если причина появления паров масла была устранена. Не стоит забывать и о вакуумных шлангах, которые в случае их повреждения могут привести к неправильной работе клапана отработанных газов. Дело в том, что из-за повреждения шлангов будет происходить утечка вакуума, что приведет к помехе при открывании клапана EGR.

И наконец, неисправность работы клапана ОГ может быть вызвана сломанным датчиком массового расхода воздуха.

Очистка клапана рециркуляции ОГ

Если есть подозрение на неисправность клапана рециркуляции отработанных газов, то его следует проверить в первую очередь на возможное загрязнение. Если внутри клапана будут обнаружены тяжелые отложения сажи, то это явно будет указывать на возможную причину неправильной работы клапана EGR (ЕГР). К нашему с вами счастью, в большинстве случаев очистить клапан и вернуть ему работоспособность можно самому самостоятельно.

Перед вами клапан ЕГР на автомобиле Lexus IS 220d. Чтобы добраться до клапана ОГ для его очистки достаточно всего снять декоративную крышку сверху двигателя и готово.

Для этого необходимо воспользоваться спреем-очистителем предназначенным специально для очистки клапанов EGR и всей системы впуска двигателей. Как правило, такие очистители распыляются на клапан рециркуляции выхлопных газов и довольно-таки легко очищают его от грязи и сажи. Чаще всего очиститель клапанов ОГ распыляется при работающем двигателе (соблюдайте указания изготовителя!) с помощью шланга во впускной тракт двигателя. Тщательная очистка клапана и системы впуска двигателя обычно помогает решить проблемы неправильной работы системы рециркуляции ОГ.

Заменить клапан EGR или очистить,- Что лучше?

На некоторых двигателях клапан EGR легкодоступен. Но на многих автомобилях чтобы добраться до клапана ОГ, необходимо разобрать полмотора. В этом случае только один демонтаж клапана обойдется вам в кругленькую сумму. Особенно, если в клапане есть дефект и у вас нет ни какого выбора, кроме как демонтировать клапан с машины. Стоит здесь отметить, что если в вашей машине, для того чтобы добраться до клапана ОГ, придется демонтировать множество компонентов в подкапотном пространстве, то нет смысла проводить его очистку и т.п. работы. В этом случае целесообразнее будет установить просто новый клапан, поскольку при его очистке в будущем вам может снова понадобиться его демонтировать с машины, что опять будет связано с огромными денежными затратами.

Также обращаем ваше внимание на то, что при замене клапана EGR на новый во многих автомобилях может потребоваться заново прописать новый клапан в блоке управления двигателем при помощи компьютера. То есть по сути, нужно будет научить этот новый клапан работать именно так, как это было предусмотрено автопроизводителем.

Как вы уже поняли друзья, для настройки работы нового клапана необходимо специальное диагностирующее оборудование (компьютерный автомобильный сканер). Если у вас нет такого устройства, то после замены клапана ОГ вам придется обратиться в технический автоцентр.

Сколько стоит клапан EGR?

Вот самые известные производители клапанов отработавших газов (EGR/ЕГР): — Pierburg, Valeo и Delphi.

Стоимость клапанов ОГ зависит от марки и модели самого автомобиля. Средние цены в России на клапаны начинаются – от 3.000 — до 20.000 тыс. рублей.

На некоторые автомобили стоимость клапанов ЕГР может составлять и 50.000 — 100. 000 тыс. рублей.

Во сколько же все-таки автомобилисту может обойтись замена старого клапана ОГ на новый? Здесь также все зависит от марки и модели автомобиля. Ведь помимо стоимости клапана рециркуляции отработанных газов нужно будет еще заплатить и за работу в техническом центре. Стоимость такой работ зависит от затрат времени при замене клапана. Если в вашей машине доступ к клапану легкий, то стоимость замены будет небольшой. Если же для демонтажа клапана ОГ необходимо разобрать половину двигателя в машине, то стоимость такой замены клапана обойдется уже в кругленькую сумму.

Вот например, если в вашей машине клапан EGR находится в доступном месте, то на замену клапана уйдет в среднем 1 — 3 часа времени. Теперь умножьте это время на среднюю стоимость норма-часа в техническом автоцентре и вы узнаете, во сколько обойдется вам стоимость замены клапана (не забудьте прибавить стоимость самого клапана).

Система ЕГР в дизельном двигателе что это такое

В связи с повышенными требованиями экологов к дизельным и карбюраторным двигателям, с целью снижения уровня оксидов азота в выхлопных газах, применяется система рециркуляции ЕГР (EGR — ExhaustGasRecirculation). В соответствии с различными требованиями, выдвигаемыми стандартами, отслеживающими токсичность отработавших газов, система ЕГР в дизельном двигателе имеет несколько разновидностей:

1. EGR высокого давления.
2. Система низкого давления.
3. Комбинированная система ЕГР.

Основные задачи, преследуемые системой ЕГР

При использовании клапана системы часть газов, отработавших цикл, возвращается через впускной коллектор для последующего сжигания. При этом силовые агрегаты работают более мягко и плавно, в бензиновых моторах отмечается ощутимое снижение уровня детонации.

Преимущества применения рециркуляционной системы:

• Улучшение эксплуатационных показателей дизельных и бензиновых ДВС.
• Снижение расхода горючего.
• Уменьшение токсичности выхлопных газов.

Процесс образования вредных оксидов под воздействием высоких температур состоит из следующих этапов:

1. Активное увеличение процентного содержания азотных оксидов в топливно-воздушных смесях.
2. Взаимодействие кислорода и азота под влиянием высокой температуры.
3. Попадание воздуха в камеру сгорания вызывает активное образование окиси азота.
4. Замещение кислорода образовавшимися оксидами азота.
5. Недостаток кислорода вызывает неполное сгорание рабочей смеси.
6. Потеря мощности движка.
7. Повышение расхода дизельного топлива или бензина.
8. Возрастание токсичности газов выхлопных в ДВС.

Возврат во впускной коллектор части отработавших газов способствует заметному снижению температуры сгорания топливных смесей. С понижением температуры происходит уменьшение интенсивности возникновения азотных оксидов.

При попадании в камеру сгорания газов, прошедших полный цикл, не нарушает количественный баланс основных компонентов, участвующих в создании топливно-воздушныхсмесей, мощностные показатели силовых агрегатов не изменяются при работе в различных режимах, топливо экономится.

Функции клапана рециркуляции газов

Клапан ЕГР в дизельном двигателе является основным элементом системы рециркуляции. На его работе основано функционирование всей системы. При помощи данного устройства отработавшие газы частично входят в коллектор для перемешивания с поступающим воздухом. Увеличение количества кислорода в камере приводит к возрастанию температуры сгорания рабочей смеси. Добавленные отработавшие газы позволяют уменьшить процент содержания кислорода, что способствует снижению рабочей температуры и количества азотных оксидов в выхлопных газах.

Особенности дизельных и карбюраторных клапанов ЕГР

Работа клапановEGR в дизельных и бензиновых двигателях имеет определенные отличия. В дизельных силовых агрегатах устанавливается клапан, открывающийся на холостом ходу, при этом количество впускаемого свежего воздуха уменьшается вдвое. При увеличении нагрузок на мотор ЕГР впускает меньше отработанных газов, при пиковых нагрузках клапан закрывается. Закрывание клапана происходит также и при прогреве дизеля.

Клапан EGR, установленный на бензиновом движке, при холостых оборотах и до достижения максимального крутящего момента находится в закрытом положении. При малых и средних нагрузках ЕГР впускает менее 10% кислорода.

Принцип действия системы рециркуляции

Принцип работы системы рециркуляции — замкнутый контур. Клапан ЕГР управляется за счет электрического контроллера или электронно пневматическим методом. При первом решении система получает данные на контроллер двигателя внутреннего сгорания со специального датчика. Во втором варианте клапан EGR на основании данных регулируется в зависимости от показаний, полученных с датчиков давления впускного коллектора, массового расхода воздуха, температуры впускаемого воздуха.

При улучшенной конструкции силовых агрегатов, где отработавшие газы усиленно охлаждаются при рециркуляции, клапан ЕГР встроен внутрь системы охлаждения. При этом несмотря на более сложную конструкцию системы, количество оксидов снижается намного эффективнее.

В процессе эксплуатации моторов, оснащенных клапаномEGR, выявляются следующие преимущества:

• В бензиновых двигателях в районе расположения дроссельной заслонки наблюдается уменьшенный перепад давления.
• Снижение температуры приводит к уменьшению детонаций, что позволяет применять более ранний момент зажигания, улучшающий моментные характеристики ДВС.
• В работе дизеля с EGR появляется мягкость, снижается уровень шума на холостых оборотах, благодаря уменьшенному содержанию кислорода при сгорании топливной смеси.

Системы рециркуляции дизельных двигателей

Для обеспечения соответствия дизельных двигателей нормам Евро 4 их оборудуют клапанами EГР высокого давления. Согласно международным нормам допустимое количество азотных оксидов в отработавших газах должно составлять не выше 0,25 г/км.

Принцип работы системы рециркуляции состоит в отборе отработавших газов перед входом в турбину, перенаправляя их в специальный канал, ведущий к впускному коллектору.

Система рециркуляции состоит из следующих элементов:

1. Клапан ЕГР.
2. Электрический или пневматический привод.
3. Патрубки, служащие для транспортировки газов.

Из выпускной системы клапан EGR забирает часть отработавших газов и направляет их на впускной коллектор.

Для работы клапана пневматического вида создается разрежение в районе впускного коллектора бензинового силового агрегата. В дизелях разрежение воздуха происходит благодаря работе вакуумного насоса. Вследствие образовавшегося вакуума происходит срабатывание клапана рециркуляции.

Интенсивность рециркуляции зависит от режима работы двигателя, от перепада давления на впускном и выпускном коллекторах. Впускная система управляет давлением при помощи изменения положения дроссельной заслонки. При низком давлении на впуске заслонка дросселя находится в закрытом положении. Чем больше интенсивность рециркуляции, тем меньший поток отработавших газов, направляемых к турбокомпрессору.

Активная рециркуляция приводит к падению давления турбонаддува в дизеле, оборудованном системой EGR. При работе дизеля на холостых оборотах, при полном открытии дроссельной заслонки, до полного прогревания мотора и достижения рабочих значений температуры система EGR находится в режиме низкой активности.

Работу системы ЕГР в дизельном двигателе контролирует электронный блок управления силового агрегата. Клапан начинает свою работу при поступлении управляющего сигнала с ЭБУ, который регулирует открытие дроссельной заслонки в соответствии с показаниями датчика потенциометрического.

Системы рециркуляции низкого давления

Для соответствия требованиям стандарта Евро 5 дизельным двигателям необходимо иметь количество оксида азота в выхлопных газах не выше 0,18 г/км. В таких дизельных моторах установлена система EGR, относящаяся к типу низкого давления. Здесь газы следуют по определенному циклу:

1. Прохождение через сажевый фильтр.
2. Охлаждение в радиаторе.
3. Переход через клапан ЕГР.
4. Проникновение во впускную систему, расположенную у входа в турбину.

Использование системы EGR, относящейся к виду низкого давления, приводит к появлению следующих положительных факторов:

• снижается процент содержания сажевых элементов;
• заметно понижается температура отработавших газов;
• резко сокращается процентное содержание оксидов азота в выхлопе.

Прохождение отработавших газов через устройство турбокомпрессора стабилизирует давление турбинного наддува, что способствует сохранению мощности дизельного силового агрегата без потерь.

Электронный блок управления дизеля следит за интенсивностью процессов рециркуляции посредством следующих устройств:

• заслонка дроссельная;
• заслонка клапана рециркуляции;
• заслонка выпускная.

Работа всех заслонок обеспечена электрическим приводом. При помощи потенциометрического датчика производится контроль за открытием каждой заслонки на определенную величину в соответствии со специальной программой, зашитой в ЭБУ. При этом отслеживается степень наполнения каждого цилиндра движка, давление турбонаддува и интенсивность действия EGR в каждом рабочем режиме дизельного двигателя.

Система рециркуляции комбинированного типа

Дизельные двигатели, чтобы соответствовать требованиям Евро 6, которые требуют иметь количественный состав оксида азота в выхлопных газах не превышающий 0,08 г/км, оборудованы комбинированной системой рециркуляции.

Наличие двух обособленных магистралей в конструкции для рециркуляции отработавших газов отличает данную систему от предыдущих вариантов. Одна магистраль — высокого давления, другая — низкого. Принцип работы комбинированной системы напоминает действие системы, применяемой в моторах, соответствующих требованиям Евро 5. В дополнение к этому осуществляется подвод газов из магистрали с высоким давлением, подключающаяся при переходе на определенные режимы работы двигателя.

Главная задача — это как можно эффективнее снизить уровень азотных оксидов в выхлопных газах.

Конструкцией комбинированной системы не предусмотрено охлаждениев радиаторе отработавших газов, которые находятся в магистрали высокого давления.

Неисправности в системах EGR и причины их появления

Самой распространенной причиной поломок в системе является возникновение нагара на деталях клапана ЕГР. Наиболее часто нагар образуется в гнезде или на поверхности пластины клапана. К образованиям вредных налетов приводят следующие причины:

• использование горючего низкого качества;
• разбалансированность работы системы питания дизеля;
• неполное сгорание воздушно-топливных смесей;
• сбои в системе вентиляции газов картерных.

Наличие нагаров приводит к ускоренному износу элементов турбокомпрессора ицилиндро-поршневой группы, закоксовке форсунок инжектора, сбоям в функционировании датчиков, передающих информацию в электронный блок управления (ЭБУ), что ведет к сбоям сигналов, управляющих работой клапана ЕГР. Засорение клапана ведет к некорректной работе и дальнейшему его заклиниванию.

Несвоевременное открытие и закрытие клапана особенно заметно при работе дизеля на холостых оборотах, при заклинивании теряется мощность, работа становится более грубой и шумной.У бензиновых двигателей заклинивание клапана EGRприводит к неустойчивой работе мотора вхолостую, а также к увеличению расхода горючего.

Чтобы выявить неисправности в системе рециркуляции необходимо визуально осмотреть трубопроводы, электрические разъемы в районе датчиков.

При углубленной диагностике производятся следующие операции:

• сканирование элементов системы;
• проверка на функциональность каждого привода и клапана ЕГР;
• проверка сопротивления проводов;
• управляющие сигналы проверяются при помощи осциллографа и мультиметра.

При сканировании может быть выявлено, что впускное давление не соответствует норме, а также расход воздуха повышен — это означает, что клапанEGR заклинивает.

При замене клапана необходимо предварительно произвести тщательную очистку подводящих магистральных трубок, разъемов, чтобы нагар, оставшийся после замены, не привел к новым неисправностям в системе рециркуляции отработавших газов.

Источник http://17koles.ru/how/kak-rabotaet-dizelnyy-dvigatel-avtomobilya

Источник https://1gai.ru/baza-znaniy/520386-neispravnost-klapana-egr-egr-prichina-priznaki-remont-i-zatraty.html

Источник https://avtodvigateli.com/detali/sistema-egr-v-dizele.html