Jaké.auto Informace o autech podle značky a modelu

EGR ventil: Postrach moderních motorů. K čemu vlastně slouží? A proč je tak problémový?

Tomáš Dusil Tomáš Dusil 14. 2. 2017
14
49
Zobrazit náhledy (14)
Abarth Abarth Abarth Abarth Abarth Abarth Abarth Abarth Abarth
Jednou z možností, jak snížit u motorů emise oxidů dusíku, je dopravovat do válců spolu s čerstvým vzduchem (zápalnou směsí) současně i spaliny z výfuku. Recirkulace spalin se obecně označuje anglickou zkratkou EGR (Exhaust Gas Recirculation).

Smyslem recirkulace spalin a tedy opětovného nasátí zbytkových plynů do válce je snižovat množství emisí oxidů dusíku. Evropská emisní legislativa jeho produkci coby samostatné sloučeniny omezuje až od normy Euro 3, a to u zážehových i vznětových motorů. Do té doby se množství NOx ve výfukových plynech sledovalo pouze ve spojení s uhlovodíky. Pokud norma Euro 3 dovolovala u dieselů a kategorie vozidel M1 (osobních aut s hmotností do 3,5 tuny) maximálně 0,50 g/km a u zážehových motorů 0,15 g/km, současná norma Euro 6 snížila hodnoty NOx na pouhých 0,080 (diesel) respektive 0,060 (zážehový motor). To je o celý řád méně!

Zvyšování podílu spalin na úkor čerstvého vzduchu (zápalné směsi) ve válci, má obecně do určitého okamžiku pozitivní vliv na spotřebu paliva (díky energetické přeměně). Je-li podíl spalin větší, má to za následek snížení maximální hodnoty teploty při spalování. Právě tímto způsobem se snižují emise oxidů dusíku. Platí to však jen do určité míry. Pokud se podíl spalin zvýší více, dochází zároveň k nedokonalému spalování. To vede ke zvyšování emisí uhlovodíků, spotřeby paliva a rovněž se snižuje kultivovanost chodu motoru. Pohled na příslušný graf závislosti emise škodlivých látek na podílu recirkulovaných výfukových plynů odhalí, že do přibližně 35 až 40 procent množství oxidů dusíku klesá, zatímco podíl uhlovodíků zůstává takřka nezměněný. Po překročení zmíněného podílu sice NOx stále klesá, ovšem složka uhlovodíků rapidně roste.

S proměnným časování

Jednodušším, mnohem spolehlivějším, avšak méně účinným způsobem, jak spaliny vracet zpět do válců při sacím zdvihu, je využít k tomu proměnné časování rozvodu. Jde o takzvanou vnitřní recirkulaci spalin (vnitřní EGR). Princip spočívá v dřívějším otevírání sacích ventilů ve fázi výfuku. Díky tomu se část pístem vytlačovaných spalin dostane zpět do sacího potrubí, odkud se následně nasaje smíchaná s čerstvým vzduchem (diesely, zážehové motory s přímým vstřikem) nebo se zápalnou směsí (benzinové motory s nepřímým vstřikováním).

Problém je, že tento způsob (jakkoliv je spolehlivý a v praxi nepřinášející problémy) má svá omezení. Prostě zpět do sání lze natlačit jen určité množství spalin, které odpovídá možnostem překrytí otevření ventilů. Jde tedy o metodu pevně návaznou na provozní stav motoru a také na jeho konstrukci.

Účinnější, avšak složitější

Se stále zpřísňujícími se požadavky na čistotu emisí přestala účinnost vnitřního EGR vyhovovat. Začal se proto používat systém s vnější recirkulací spalin. Je účinnější než vnitřní EGR. Smyslem vnější recirkulace spalin je vracet výfukové plyny zpět do sání přes aktivně řízený ventil recirkulace - EGR ventil. Toto řešení se hojně využívá u moderních vznětových motorů, ale také u zážehových agregátů s přímým i nepřímým vstřikováním benzínu. U vznětových motorů plnících Euro 6 se dnes často kombinuje navíc takzvaný vysokotlaký a nízkotlaký okruh recirkulace spalin.

Šoupátko ventilu EGR, jehož otevřením dochází k proudění části spalin do sání, bývalo dříve ovládáno podtlakovým členem. Podtlak byl řízený solenoidovým ventilem. U novějších motorů, splňujících normu Euro 5 a vyšší, se stále častěji uplatňuje elektromotorické ovládání šoupátka ventilu. Při spouštění motoru musí být režim recirkulace spalin vždy odpojen.

Další vývoj systému recirkulace spalin je spojený se snahou před vstupem do sacího traktu spaliny ochladit, čímž lze zvýšit jejich objem. K tomu slouží chladič EGR, přes nějž mohou spaliny proudit, zařazený do chladicího okruhu motoru. V chladiči tak probíhá tepelná výměna mezi spalinami a chladicí kapalinou. Chlazení dále zvětšuje účinnost EGR napříč využitelného spektra otáček a zatížení motoru. Spaliny tak mohou být vedeny přímo do sání, nebo přes chladič. Okruh vedení přes chladič je blokován klapkou. Zpravidla je ovládána elektropneumaticky.

Nízkotlaký a vysokotlaký

Až dosud jsme mluvili o systému vnější recirkulace spalin pracující s vysokým tlakem. Spaliny jsou do systému odebírány ještě před turbodmychadlem, přesněji mezi turbínou a hlavou válců. Modul EGR bývá často připojený přímo na hlavu válců, přičemž část cesty spalin vede skrz hlavu motoru. Tím se vlastně přidává žádoucí chladicí účinek. Do sacího traktu se výfukové plyny vracejí za dieselovou škrticí klapkou. Takto to mají vyřešeno třeba motory VW 1.6 TDI CR a 2.0 TDI CR generace EA189.

Naopak u nízkotlakého okruhu recirkulace spalin jsou výfukové plyny odebírány až za turbodmychadlem, přesněji za oxidačně-redukčním katalyzátorem a filtrem pevných částic. Do sacího traktu se spaliny dostávají na sací straně dmychadla. To znamená, že turbo následně stlačuje vzduch spolu se spalinami.

Množství recirkulovaných spalin závisí na otáčkách motoru, množství nasávaného vzduchu, teplotě nasávaného vzduchu, dávce paliva a plnicího tlaku turbodmychadla. V případě vysokotlakého okruhu se k regulaci používá kombinace míry otevření šoupátka EGR spolu s vhodným nastavením rozváděcích lopatek turbodmychadla. Chladič není v případě použití zdvojené recirkulace spalin u vysokotlakého okruhu nezbytně nutný.

Vysokotlaký okruh recirkulace spalin se uplatní při nízkém zatížení motoru a nízkých otáčkách. Jakmile roste zatížení motoru a jeho otáčky, přechází řídicí elektronika motoru postupně z vysokotlakého okruhu na nízkotlaký. Uplatní se tak v režimu od středního až po vysoké zatížení motoru, přičemž si pomáhá ještě výše zmíněným chladičem recirkulovaných spalin.

Karbon škodí všude

Recirkulace spalin sice přispívá ke snížení emisí oxidů dusíku, ovšem motoristé z tohoto systému příliš radost nemají. Závady EGR jsou totiž poměrně častým koloritem napříč snad všemi moderními, zejména pak vznětovými pohonnými jednotkami.

Problém přestavují právě spaliny, které jsou mastné, takže snadno zalepí šoupátko EGR. To se pak pohybuje obtížněji, až jednoho dne zůstane viset v jedné poloze. Pokud v té, v níž nedochází k recirkulaci spalin, motor lze obvykle nastartovat. Pokud ale šoupátko zatuhne v otevřené poloze, tedy v režimu přepouštění spalin do sání, motor s největší pravděpodobností nenatočíte. A pokud se vám to náhodou povede, po chvíli motor opět zhasne, navíc se bude z výfuku linout bílý kouř. Špatná funkce EGR ventilu se projeví také při jízdě, a to padáním motoru do nouzového režimu, doprovázeném ztrátou výkonu. Tento neduh trápil zejména agregáty používající ještě elektropneumaticky ovládané šoupátko EGR. Ovládání tak bylo nejen méně přesné, ale současně poskytovalo rovněž omezené možnosti, jak s úsadami bojovat. Lepší jsou v tomto systémy s elektromotorickým ovládáním šoupátka. Aby nedošlo k zatuhnutí, jsou v řídicí jednotce motoru algoritmy, díky nimž dojde k nucenému pohybu šoupátka při zhasínání motoru.

Přesto i u těchto vyspělejších EGR ventilů se problémy objevují. Třeba u motorů VW 1.6 TDI CR a 2.0 TDI CR jde o selhání samotného ovládání šoupátka, které je tady řešeno přes rohatku napojenou na ovládací servomotor. Rohatka je plastová, takže jednoho dne prostě praskne.

Dále se servisy potýkají také s problémy s chladičem EGR. Občas může být porézní, což je problém motorů VW 2.0 TDI-PD. Nebo se rychle ucpává karbonem (jde o typickou závadu motorů Audi 2.7 a 3.0 V6 TDI).

Související články

Témata

Diskuse: Přidat názor

Lajcká otázka
Simmons
| 24. 12. 2017
Všechny tyto nesmysly jsem ihned po zakoupení nového TDi vyřadil a vyhodil z auta = vynálezy ,,které jsou na úkor životnosti a proti zdravému rozumu . Auto má najeto 790 0000 km / výměny oleje po 10 tis / a vše funguje bez závad a jede mnohem lépe
Problémy z EGR :
Simmons
| 24. 12. 2017
Všechny tyto nesmysly jsem ihned po zakoupení nového TDi vyřadil a vyhodil z auta = vynálezy ,,které jsou na úkor životnosti a proti zdravému rozumu . Auto má najeto 790 0000 km / výměny oleje po 10 tis / a vše funguje bez závad
Emise
Tycoon
| 15. 2. 2017
Já vím.
Motory dělané čistě pro evropský trh často emise plní jen na papíře, zejména se to týká dieselů. Ale hodně motorů je děláno i pro americký trh, kde jsou emisní normy mnohem přísnější, a takové motory pak i v reálném provozu vypouští poměrně málo emisí.
Lajcká otázka
halleck
| 15. 2. 2017
Obavam sa ze sadze mikroskopickych rozmerov na 100% nechyta ani DPF. To odchyti hlavne velke viditelne sadze takze nove diesle necmudia.
Avatar - JiRkA997CZ
Zaslepenie
JiRkA997CZ
| 15. 2. 2017
Však u lidí s častými střevními problémy zavede unie taky EGR, aby to ostatní nemuseli dejchat >:D

Bazar

Kupte nebo prodejte auto za nejlepší ceny
Vložit inzerát Zobrazit nabídku