„EGR“ vožtuvas: modernių automobilių baubas?

Bičiulių, kolegų, ištikimiausių pusbrolių kompanijose galima išgirsti įvairiausių teorijų, dėl kurių šis įrenginys atsirado automobiliuose: siekis pasipelnyti, priversti vairuotojus dažniau lankytis specializuotose dirbtuvėse. Na, patys suprantate link kur einame, tačiau retkarčiais karčiai atrodanti tiesa yra glaudžiai susijusi su aplinkosauga.

Europos Sąjunga azoto oksidų patekimą į atmosferą pradėjo riboti nuo 2001 metų sausio mėnesio, kai visoje bendrijoje parduodamiems naujiems automobiliams įsigaliojo „Euro 3“ taršos standartas. Tiek benzininiams, tiek dyzeliniams varikliams.

Jeigu pirmasis „Euro 1“ taršos standartas orientavosi tik į kelis esminius rodiklius ir galiojo nuo 1992 iki 1996-ųjų, tai „Euro 2“ padėjo pamatus dabartinei sistemai, kuomet benzininių ir dyzelinių variklių tarša ir jiems keliami reikalavimai išjudino traukinį link mažesnės transporto priemonių taršos.

Jeigu „Euro 2“ taršos standartas pakeitė daugelio požiūrį į tai kas vyksta su transporto priemonių tarša, tai 2000-ųjų sausį įsigalioję „Euro 3“ automobilių gamintojams uždėjo dar didesnį apynasrį.

Tad kas pasikeitė pirmąją naujo tūkstantmečio dieną? Iš pažiūros – nemažai. Lengvieji automobiliai turintys dyzelinį varikliai turėjo į atmosferą išmesti ne daugiau nei kaip 0,50 g/km NOx. Tuo tarpu benzininius variklius turintys automobiliai turėjo pasižymėti ne didesne negu 0,15 g/km NOx emisija. Palyginimui, dabar iškart pažvelkite į „Euro 6“ taršos reikalavimus: dyzeliniams varikliams taikomas ribojimas siekia 0,080 g/km NOx ir 0,060 g/km NOx benzininiams varikliams.

Du panašūs, bet skirtingi metodai

Žvelgiant iš techninės pusės, automobilių gamintojai atrado ne vieną būdą išmetamąsias dujas grąžinti į cilindrus. Jis buvo ne tik paprastesnis, bet ir gerokai patikimesnis, tačiau daugelis jo atsisakė, nes jis nepadėjo pasiekti norimų efektyvumo rodiklių.

Tad kas tai per būdas? Trumpai tariant – tai vidinis išmetamųjų dujų recirkuliacijos režimas. Šio režimo veikimo principas yra gana paprastas. Sudegus mišiniui, variklio cilindruose lieka arba atgal į juos iš išleidimo ar įleidimo kolektoriaus grįžta šiek tiek atidirbusių dujų. Jos vėliau sumaišomos su uždegimo mišiniu arba su deguonimi. Pastarąjį metodą išskirtinai naudoja varikliai su tiesioginiu kuro įpurškimu.

Vis dėlto, nuolatos griežtėjantys taršos reikalavimai buvo pagrindinė priežastis, dėl kurios inžinieriams buvo liepta surasti efektyvesnį sprendimą, kuris leistų ženkliai sumažinti CO2 bei NOx emisijas.

Šios problemos sprendimo būdu tapo išorinė išmetamųjų dujų recirkulicija, kurios pagrindinis tikslas – išmetamąsias dujas į cilindrus sugrąžinti per atitinkamą praleidžiamąjį vožtuvą ir aušintuvą, bet tai dar ne viskas.

Didžioji dauguma automobilių, turinčius „Euro 6“ taršos standartą atitinkantį variklį, ypač dyzelinu varomuosiuose varikliuose, naudojamos aukšto ir žemo slėgio išmetamųjų dujų recirkuliacijos grandinės.

Žemo slėgio išmetamųjų dujų recirkuliacijos grandinėje „EGR“ vožtuvas būna sumontuotas už kietųjų dalelių filtro. Tokiu būdu suodžiai nepatenka į „EGR“ vožtuvą, aušintuvą ar turbokompresorių. Šios sistemos didžiausias privalumas yra tas, jog ji gali užtikrinti žemesnę išmetamųjų dujų temperatūrą ir tuo pačiu padeda palaikyti žemesnę visos sistemos temperatūrą. Žemesnė temperatūra taip pat padeda efektyviau sumažinti NOx emisijas.

Vis dėlto, žemo slėgio grandinė turi vienintelį, gana rimtą trūkumą. Žemo slėgio išmetamųjų dujų recirkuliacijos grandinėje išmetamųjų dujų inercija yra gerokai didesnė. Kadangi visi pagrindiniai komponentai yra palyginti toli nuo variklio ir negali pakankamai greitai reaguoti į pasikeitusį išmetamųjų dujų recirkuliacijos sistemos veikimo greitį.

Turi ne tik privalumų

Įvairūs tyrimai rodo, jog dujų recirkuliacija efektyviai prisideda prie mažesnės taršos, tačiau dauguma vairuotojų nėra linkę pasitikėti šiuo įrenginiu. Vien dėl to, jog „EGR“ vožtuvų gedimai yra visų modernių dyzelinių variklių silpnoji vieta.

Daugelis pradėję kalbėti apie „EGR“ vožtuvo gedimus, iškart pabrėžia, jog jis gali užstrigti atidarytoje arba uždarytoje padėtyje. Pasitaiko ir tokių atvejų, kai „EGR“ vožtuvo judėjimas vyksta per lėtai, pavėluotai. Ties šia vieta daugelis vairuotojų tiesiog nori užsikimšti ausis ir ištaria – „Taisome, išprogramuojame, šaliname“.

Pradėjus ieškoti kas galėjo iššaukti „EGR“ vožtuvo neveiksnumą, vienu metu galite atsimušti į keletą sienų. Pavyzdžiui? „EGR“ vožtuvas dažniausiai pradeda strigti dėl šalia jo prisikaupusių nuosėdų, kurios gali atsirasti dėl: netinkamo degimo, prastai veikiančių purkštukų, per didelio alyvos kiekio ar netgi užsikimšusios karterio ventiliacijos. Šie gedimai gali reikšmingai įtakoti „EGR“ vožtuvo darbą.

Paminėjus tai, iškart norėtume pabrėžti, jog kai kurių gamintojų naudojami komponentai tiesiog yra linkę sugesti. Tai ypač galioja „Volkswagen Group“ koncerno automobiliuose naudojamiems 1,6 ir 2 litrų dyzeliniams varikliams, kuriuose sugenda vožtuvą atidarantis arba uždarantis mechanizmas.

Šio koncerno gaminami dyzeliniai varikliai žinomi ir dėl dar vienos problemos – „EGR“ aušintuvo gedimų. Nuo jų kenčia 2 litrų, 2,7 arba 3 litrų darbinio tūrio dyzeliniai motorai.

Žemo slėgio sistemos veikimo schema

Pagal šiuo metu galiojančius normatyvus, „Euro 6“ taršos standartą atitinkantys dyzeliniai varikliai į atmosferą turi išmesti ne daugiau nei 80 mg/km NOx emisijų, o tai – ženklus skirtumas, net ir palyginus su „Euro 5“ taršos standartu, kuomet iš gamintojų buvo reikalauja neperžengti 180 mg/km NOx.

1.  
2. Variklis
3. Įsiurbimo kolektorius
4. Tarpinis suslėgto oro aušintuvas
5. Turbokompresorius
6. Oro srauto matuoklė
7. Kietųjų dalelių filtras
8. Išmetamųjų dujų sklendė
9. „EGR“ vožtuvas
10. „EGR“ aušintuvas

Aukšto slėgio sistemos veikimo schema

Ši konfigūracija, jeigu galima taip pasakyti, klasikinio dizaino. Šio tipo sistema labiausiai ir paplitusi senesniuose automobiliuose. Tuose, kurie atitinka „Euro 2“ arba „Euro 1“ taršos standartus.

1. Variklis
2. Įsiurbimo kolektorius
3. Droselinė sklendė
4. „EGR“ praleidžiamasis vožtuvas
5. „EGR“ aušintuvas
6. „EGR“ aušintuvo praleidžiamasis vožtuvas
7. „EGR“ vožtuvas
8. Tarpinis suslėgto oro aušintuvas
9. Turbokompresorius
10. Oro srauto matuoklė
11. Kietųjų dalelių filtras

Hibridinė sistemos veikimo schema

Modernių variklių pavyzdys. Vienu metu ši sistema leidžia išnaudoti žemo ir aukšto slėgio sistemų privalumus, tačiau tuo pačiu ji reikalauja žymiai daugiau vietos ir be abejonės – ši sistema yra gerokai brangesnė. Ypač, kai ateis metas ją remontuoti.

1. Oro filtras
2. Oro srauto matuoklė
3. Turbokompresorius
4. Cilindrų spaudimo davikliai
5. Kuro įpurškimo sistema
6. Tarpinis suslėgto oro aušintuvas
7. Droselio sklendė
8. Aukšto slėgio „EGR“ vožtuvas
9. Žemo slėgio „EGR“ vožtuvas
10. „EGR“ aušintuvas
11. Kietųjų dalelių filtras
12. NOx „spastai“
13. Išmetamųjų dujų sklendė
14. Vandenilio sulfido (H2S) katalizatorius