Система рециркуляции отработавших газов. Что нужно знать о EGR

Система рециркуляции отработавших газов. Что нужно знать о EGR

Автор: Максим Маркин
Фото и видео автора и из открытых источников
Источник: Дром

Вы системе рециркуляции отработавших газов уделяли внимание?

Да

7 (43%)

Нет

8 (50%)

А что это?

1 (6%)

Посмотреть результаты

EGR или Exhaust Gas Recirculation — система рециркуляции отработавших газов — пожалуй, самая противоречивая составляющая современного двигателя. Когда она только появилась, речь шла исключительно о повышении экологичности мотора. Правда, позже заговорили о дополнительных достоинствах. В частности, о том, что EGR исключает детонацию у бензиновых двигателей, а работу дизелей делает менее жесткой. При этом снижает расход топлива и повышает мощность. Но почему тогда услуга по отключению системы рециркуляции газов стала настолько популярной? И не нарушает ли глушение клапана процессы, протекающие в камере сгорания? Не вредит ли двигателю? Наконец, как правильно это осуществить? А может, просто обслуживать/менять?

Появление и его предпосылки

Первые системы рециркуляции отработавших газов начали использовать еще в 70-х годах прошлого столетия. Тогда на фоне появления в мегаполисах такого непривычного явления, как смог, в США, Европе и Японии взялись за повышение экологичности транспортных средств. То есть стали законодательно регламентировать процентное содержание в выхлопе углеводородов (CH), окиси углерода (CO) и окислов азота (NOx). Автопроизводители принялись вводить катализаторы.

Нефтепромышленники отказались от октаноповышающих присадок на основе выводящего их из строя тетраэтилсвинца. А инженеры вдобавок к нейтрализаторам стали разрабатывать разные «помогающие» системы — управляемые электрикой карбюраторы, транзисторное зажигание, рециркуляцию газов. Тем не менее полноценно на рынок EGR вышел только во второй половине 90-х. Причем в первую очередь на дизелях для грузовиков, борьба с чистотой выхлопа которых стояла особенно остро. В начале века были представлены сажевые фильтры — DPF, Diesel Particulate Filter — призванные накапливать несожженные углероды, обратившиеся в твердые частицы, то есть в сажу.

В 2003-м Toyota предложила иной способ избавления от сажи — дожиг ее с помощью дополнительной форсунки и кислорода, выделяемого из окислов азота. Таким образом избавлялись сразу от двух негативных составляющих выхлопа. Чуть позже — в середине 2000-х — на вооружение взяли мочевинную нейтрализацию, или AdBlue. В ней жидкость на основе аммиака реагирует с NOx, вследствие чего на выходе получается азот и водяной пар.

К чему мы все это рассказываем? Да к тому, что оксид азота в составе выхлопа — самое опасное вещество. Как само по себе, так и при учете следующих трансформаций. Дело в том, что в дыхательных путях человека он превращается в азотную и азотистую кислоты. Излишне говорить, что эти соединения делают с легкими. Рождается NOx, как следует из его формулы, из кислорода и азота — под давлением и при высоких температурах. Камеры сгорания двигателя — идеальная для этого среда. Особенно в дизеле, который всегда работает с избытком воздуха. И вроде бы есть катализатор, да только, по мнению конструкторов, он не на 100% справляется с нейтрализацией окислов азота. Оптимальнее создать такие условия, при которых NOx не появлялся бы вовсе. Либо делал это в значительно меньших количествах.

Поэтому уже в нынешнем десятилетии ради соответствия нормам Евро-5 и Евро-6 разработчики грузовых дизелей начали объединять EGR и AdBlue. Хотя на момент появления эти системы друг друга взаимоисключали. Позже такую практику приняли на вооружение и американские производители «траков» — пикапов, а также крупных внедорожников. Естественно, дизельных.

Что же касается европейских и японских джипов и легковушек, то они систему рециркуляции начали получать в период действия эконорм от Евро-2 до Евро-4. Как водится, сначала EGR оснастили премиальные марки/модели с объемными моторами. Затем она пришла в массовый сектор, на малолитражки. В результате сейчас нет дизеля, который бы не имел рециркуляцию выхлопных газов. Для бензиновых же моторов ее наличие далеко не аксиома. Впрочем, у многих моторов она все же есть.

Принцип работы: все просто, но индивидуально

Так каким же выдающимся образом система рециркуляции предотвращает синтез NOx, что она получила практически повсеместное распространение. Вот видео, просто объясняющее принцип действия EGR:

Кому лень смотреть, объясняем «на пальцах». Оксид азота, повторимся, появляется из кислорода и азота воздуха в условиях высокого давления и температуры. Чем выше то и другое, тем больше концентрация NOx. С давлением в камере сгорания сделать по большому счету ничего нельзя. А вот снизить температуру можно. Достаточно разбавить воздух негорючим газом, который есть под боком — в выхлопном тракте. Это, кстати, не только понизит температуру горения, но и снизит концентрацию кислорода, из которого образуется оксид азота.

Первые клапаны EGR были полностью пневматическими.

Однако быстро начали обрастать управляющей электроникой. И сейчас они полностью включены в систему управления двигателем.

Считается, что на дизелях клапан рециркуляции открывается на холостом ходу и малых оборотах. На бензиновых моторах — на средних режимах. Хотя на современных двигателях в расчет наверняка принимается куда больше факторов, чем одно лишь положение стрелки тахометра. Скажем, нагрузка на двигатель, забортная температура, смена режимов движения. Кроме того, большинство систем рециркуляции сейчас оснащены охладителями выхлопных газов.

Они дополнительно позволяют снизить температуру в камере сгорания. Если через них проведен контур системы охлаждения двигателя, то эти радиаторы делятся теплом с антифризом. Актуально для современных дизелей, чей высокий КПД на холостых оборотах оставляет салоны холодными — отопители в таких условиях работают крайне неэффективно. Наконец, возможность перекрытия кулера EGR позволяет дополнительно регулировать температуру в камерах сгорания.

В общем-то, неплохо для относительно несложной системы. Но, как говорилось выше, рециркуляции в какой-то момент начали приписывать другие чудодейственные свойства. И детонацию она исключает, и работу дизеля делает мягче, и мощность увеличивает, и расход топлива уменьшает. Вот мнение от известного блогера, который подтверждает как минимум последнее:

И из этого же видео мы узнаем об основной беде, которую несут EGR. Впрочем, и на эту тему существуют разные мнения. В ролике худшими последствиями назван обрыв клапанов и прогар поршней. А его причиной (смотреть с 18:00) — нагар на впускных клапанах, который формируется из сажи в отработавших газах, что больше характерно для дизеля. И паров масла, прорывающихся через маслосъемные колпачки.

Другое мнение гласит, что обрыв и прогар на дизеле, конечно, возможен. Однако провоцируется это (как минимум последнее) проблемами в топливной системе. А EGR приводит к иным последствиям — к износу цилиндропоршневой группы, о чем ниже.

Тем не менее все специалисты сходятся в одном. Каким бы экологически чистым система рециркуляции ни делала двигатель, сколько бы «лошадей» ни добавляла, а литров топлива ни сохраняла — она неизбежно загрязняется сажей. Более того, всю эту черноту гонит дальше — во впускной коллектор, в каналы головки блока. По худшему варианту она попадает в цилиндры. Но здесь также существуют разные точки зрения.

Иными словами, не все сходятся во мнении о том, как именно EGR приводит к износу ЦПГ. Точнее, какие условия для этого должны быть соблюдены. И тем более нет единства точек зрения насчет того, что нужно делать с системой рециркуляции — обслуживать, менять клапан или глушить весь контур.

Андрей Писарев
Технический директор СТО «Автодом»

 

— Безусловно, EGR — это система и разработанная исключительно как экологическая, и отвечающая только за чистоту выхлопа. Все разговоры о том, что она чем-то помогает двигателю — делает мощнее, экономичнее, мягче в работе — не более чем желаемое, выдаваемое за действительное. К примеру, отключение ее на старых дизелях однозначно не приводит к росту топливного аппетита, вибрациям или шуму. Напротив, скажем, TLC 100 с 1HD-FTE начинает ехать веселее. При этом блок управления Land Cruiser EGR не видит и не «чекует».

Но в современных моторах процесс горения построен более тонко, точно. А рециркуляция газов, как мы знаем, снижает температуру в камере сгорания. Как на работе дизеля скажется глушение системы? Наверняка не так: заглушили EGR — и сразу «вскипел». Тем более что мы в Сибири такого внезапного эффекта и не наблюдаем. И все же уверен — в определенных условиях есть риск того, что дизель начнет перегреваться. Был, кстати, случай, когда после исключения системы из работы на турбине оплавились лопатки. Не скажу, что именно от этого, однако наводит на размышления.

Второй момент, который надо учитывать, желая заглушить рециркуляцию, — ошибки, возникающие в системе управления двигателем. Их, конечно, убирают, но зачастую они остаются в ЭБУ. Двигатель не работает корректно, и разбираться с этим приходится уже квалифицированным диагностам.

Но и не обращать внимания на EGR нельзя. Хорошо, если владелец спохватится, когда будет еще не поздно. Магистрали системы, впускной коллектор и клапан лишь зарастут отложениями, однако последний еще сохранит подвижность. Это будет чувствоваться по потере тяги, по неровной работе, по расходу топлива. Надо чистить (от 3000 до 15 000 рублей за EGR вместе с коллектором)! Такая необходимость при условии использования нормального топлива возникает примерно к первым 100 000 км. Потом с учетом общего старения мотора чистку нужно проводить через 50 000 км.

Иногда сам клапан EGR чистить не обязательно (см. видео ниже). Однако впускные каналы загрязняются в любом случае.

Когда процесс накопления сажи сильно запущен, клапан заклинит. Если в открытом положении, то дизель существенно потеряет в мощности — турбина будет дуть не в цилиндры, а в выхлопную трубу. Бензиновые моторы затроят. Давайте попробуем открыть клапан на холостых оборотах на этой маздовской «четверке» серии LF:

Кстати, на многих бензиновых агрегатах роль EGR играет система изменения фаз газораспределения — за счет перекрытия фаз. То есть тогда, когда одновременно открыты впускные и выпускные клапаны и выхлопные газы затягивает обратно в камеру сгорания. Но в данном случае у Mazda есть и фазовращатели на обоих валах, и рециркуляция.

Если клапан EGR заклинил, оживить узел мытьем удастся вряд ли — деформируется и выходит из строя. Со временем (примерно к 200 000 км) к тому же результату приводит постоянный его перегрев. К аналогичному пробегу наверняка прогорит теплообменник. А стóят клапаны, иногда сблокированные с охладителем, от 6000 до 30 000 рублей.

И все же глушение их — «колхоз»! Во-первых, считаю, что сами по себе несгоревшие углеводороды не способны причинить вреда ЦПГ. А вот когда двигатель уже имеет естественный износ и расход масла, его частички попадают на впуск, смешиваются с сажей, спекаются и превращаются в абразив. Таким образом, интенсивно зарастающий отложениями EGR служит индикатором состояния ЦПГ. Причем тут запускается цепная реакция. Слегка изношенная поршневая группа гонит масло, которое, попадая в цилиндры, усугубляет износ.

Во-вторых — и это, увы, следствие нашей характерной национальной несознательности — никто не думает об экологии. А ведь сверхвредными окислами азота дышите и вы, и ваши дети. Бывал в Соединенных Штатах и скажу, что картинки-ужастики с небоскребами по пояс в смоге — это прошлое Америки. В мегаполисах сейчас — чистый воздух. У нас же и чистота на предприятиях — словно из первых советских пятилеток, и «грязный» автопарк. Может быть, стоит начать хотя бы с себя?!

По поводу последствий отключения EGR предлагаем посмотреть еще одно видео. К разговору о том, что температура в камерах сгорания повышается после глушения системы рециркуляции.

Впрочем, столь однозначное суждение можно поставить под сомнение. Неизвестно состояние других систем дизеля. Притом, что 1KZ сам по себе охотно «кипятится». А еще и потому, что услуга по отключению EGR довольно массовая. И, разумеется, ее представители не видят в ней опасностей.

Антон Попов
Диагност СТО «Егрофф»

 

— Давайте подумаем, может ли температура вырасти от того, что мы отключаем подачу выхлопных газов через магистраль диаметров примерно 20 мм? Тем более что работает EGR далеко не всегда. В конце концов, у нас есть примеры, когда автомобили после глушения системы отхаживали как минимум до 200 000 км — без каких-либо последствий для поршневой и головки блока.

Если не принимать во внимание экологию, то от системы рециркуляции — только вред. Посмотрите, какие отложения в блоке клапана EGR 1VD-FTV на TLC 200. Пробег более 180 000 км.

А на фото ниже этот узел на «двухсотке» с пробегом всего 18 000 км.

Другой пример, с которым встречались — чистая EGR на тойотовском дизеле 1KD-FTV с пробегом 150 000 км. И сильно загрязненная при пробеге всего 80 000 км.

В целом уровень отложений, конечно, зависит от пробега. Но существенную роль играет и то, где вы заправляетесь. Как правило, топливо лучше на АЗС, входящих в крупные сети. И хуже на загородных, не сетевых. Обычно не сильно загрязняется система у автомобилей, сразу после покупки уезжающих на север — арктическая солярка чище.

Казалось бы, спекшиеся углеводороды могут нанести вред только тем, что уменьшают сечение впускных каналов, отчего двигатель не развивает мощности, перебоит. Однако в спрессованной саже есть твердые включения, которые со временем приведут к износу крыльчаток турбины и стенок цилиндров.

Ситуация усугубляется, когда оплавляется катализатор. Ведь даже без учета того, что керамическую пыль может затянуть в цилиндры, вся грязь из выхлопа и так идет туда через систему рециркуляции. Раньше керамическая рабочая часть катализаторов была более ресурсной. У нас целая коллекция. Вот на фото от 6G72 с Pajero пробегом под 400 000 км. От какой-то Honda за 250 000 км и от Patrol на 170 000 км.

Части катализаторов Mitsubishi, Honda и Nissan

А здесь катализатор Solaris на 87 000 км, от 2,0-литрового двигателя Hyundai/Kia G4NA, который в морозы заводили с помощью эфира, и от 1VD-FTV на 42 000 км после попытки прожига сажевого фильтра.

Hyundai, Hyundai и Toyota

Так что с EGR надо что-то решать. Чистить? Единственный гарантирующий качество результат — мыть клапан и всю систему вместе с впускным коллектором и каналами в головке блока. Иначе есть риск, что какая-нибудь твердая «бляшка» попадет в цилиндры. Надо снимать ГБЦ, а это уже сродни дорогому и длительному ремонту. К тому же мойка химией способна повредить основной узел EGR — испортить мембрану, привести к подклиниванию клапана. Знаю случаи, когда после нее клапан приходилось менять или глушить. Поэтому мы действуем наверняка — отключаем систему. Клапан оставляем на месте, лишь закрываем его вот такой заглушкой из нержавеющей стали толщиной до 3 мм.

Стоит операция от 15 000 до 35 000 рублей и занимает день. При желании систему рециркуляции можно восстановить. Кстати, после глушения та сажа, что осталась в коллекторе и каналах ГБЦ, без поступления новой уже не представляет опасности. Постепенно выйдет сама.

Само собой, корректируется и программное обеспечение. Мы используем заводские прошивки, отвечающие за закрытие клапана. После этого не «чекует», работает корректно. Тем не менее не советуем пытаться закрыть клапан лишь программно. На каких-то моделях это сделать удается. Но результат не гарантирован — может открыться. Поэтому настоятельно рекомендуем сочетать механическую процедуру и коррекцию софта.

В отдельных случаях заглушить EGR не получается именно из-за отсутствия возможности прошить ПО. Например, мы сталкивались с проблемами на тойотовском моторе 1AZ-FSE, на Accord/Torneo, на Subaru. Речь идет о моделях для внутреннего рынка Японии. В этой ситуации единственный способ — замена на бэушный узел (3500 рублей). На Prius, Aqua, других бензиновых «гибридах» из разряда свежих заглушить рециркуляцию удается. А не обращать внимания не получится — автомобиль перестает ехать, как прежде.

 

Суммируем все вышесказанное:

  • EGR — важный элемент, повышающий чистоту выхлопа автомобиля.
  • При загрязненной системе рециркуляции двигатель теряет в мощности.
  • Частички сажи со временем могут привести к износу турбины и ЦПГ.
  • Обслуживать (чистить) EGR необходимо. Лучше — не доводя до момента, когда клапан от грязи может заклинить. И обязательно как минимум с впускным трактом.
  • По поводу успеха чистки системы есть два противоположных мнения: «решает проблему» и «помогает, но теоретически опасно для ЦПГ».
  • Насчет глушения EGR — тоже. С одной стороны, можно раз и навсегда избавиться от попадания в двигатель грязи отработавших газов. С другой — нарушить температурный баланс при горении топливной смеси.

Источник: drom.ru

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *