Systém recirkulace spalin EGR: Strašák moderních motorů a všechny jeho závady

Současná emisní norma Euro 6 je silně zaměřena mimo jiné na snížení emisí oxidů dusíku. Oproti normě Euro 3 tak požaduje jeho snížení o celý řád. Konkrétně u dieselů toleruje maximum 0,080 g na ujetý kilometr (v Euro 3 to bylo 0,50 g/km), u zážehových motorů 0,060 g/km (Euro 3 požadovala 0,15 g/km). Proto mají moderní motory dodatečné emisní systémy za účelem snížení emisí oxidů dusíku. A sice buď zásobníkový katalyzátor NOx,nebo vyspělejší systém se selektivní katalytickou redukcí (SCR) se vstřikováním vodného roztoku močoviny do výfuku.

Uvedené systémy ale pouze doplňují výše zmíněný systém recirkulace spalin. Zkráceně se nazývá EGR (Exhaust Gas Recirculation). Setkat se ovšem můžete také s německou zkratkou AGR (Abgas Rückführ Ventil).

Karbon: Mor moderních motorů. Víme, jak se ho zbavit!

Systém recirkulace spalin tvořený dodatečným (externím) zařízením (existuje také takzvaná vnitřní recirkulace spalin, docílená vhodným časováním rozvodu motoru) má za úkol v režimu malého nebo také částečného zatížení vracet část spalin odcházejících z motoru do sacího potrubí. Toto najdete u zážehových i vznětových motorů. Motor v daném režimu tudíž nasává směs čerstvého vzduchu se spalinami. Jelikož jsou výfukové plyny prakticky bez kyslíku, neúčastní se spalování zápalné směsi. Jejich přítomností v nasávaném vzduchu dochází ke snížení podílu kyslíku. Současně mají výfukové plyny tu vlastnost, že pohlcují teplo. Tím dochází ke snížení maximální teploty ve spalovacím prostoru. A právě vysoká teplota při spalování vede k nadměrné tvorbě emisí oxidu dusíku.

Firma Pierburg (přední výrobce systémů recirkulace spalin) udává, že instalací dodatečného EGR systému dojde ke snížení emisí oxidů dusíku u dieselů přibližně o 50 procent. Recirkulace spalin přináší rovněž zmenšení podílu pevných částic ve výfuku zhruba o deset procent.

U zážehových motorů s nepřímým vstřikováním (MPI) dojde ke snížení NOx o 40 procent, u přímovstřikových (FSI, GDI…) dokonce o 50 až 60 procent. Současně se použitím recirkulace spalin sníží u zážehového motoru množství CO2. A to se také dnes hodně sleduje.

Mezi klapku a motor? Jak kdy...

Základem systému recirkulace spalin je ventil EGR (AGR). Rozlišují se tři typy podle ovládání. U nejstarších vozidel je použit podtlakem (pneumaticky) ovládaný ventil se snímačem polohy. Tento systém je pasivně pracujícím zařízením a na moderních motorech se s ním už nesetkáte. Vyšší stupeň představuje ventil ovládaný sice také podtlakem (pneumaticky), avšak velikost přiváděného podtlaku je již řízena elektromagnetickým převodníkem. Posledním nejdokonalejším zařízením je elektromotoricky ovládaný ventil. Přepouštěcím šoupátkem tak nehýbe membrána na základě přiváděného podtlaku, ale přímo elektromotor přes vhodný převod. Samozřejmostí je tady zpětná vazba o poloze klapky.

Proč motor ztrácí výkon? Máme pro vás pět důvodů…

Vyspělejší verze ventilů recirkulace spalin navíc používají dodatečný chladič, který zvyšuje jejich účinnost. Mají tedy ještě jednu klapku (šoupátko) téměř vždy ovládanou elektromotoricky, která otevírá (uzavírá) cestu spalin přes chladič. Tento typ EGR ventilu používají nejnovější motory.

Spaliny jsou systémem recirkulace odebírány z výfukového potrubí hned na výstupu z motoru, tedy ještě před vstupem do turbíny turbodmychadla (u přeplňovaných motorů). Toto se týká takzvaného vysokotlakého EGR. Některé automobilky (například Renault) používají navíc ještě dodatečný nízkotlaký systém, který spaliny z výfuku odebírá až za částicovým filtrem. Do sání vyúsťuje v prostoru mezi škrticí klapkou, případně i snímačem hmotnosti nasávaného vzduchu, a tedy až za sacím filtrem. Naopak nízkotlaká větev ústí do sání mnohem dříve, zpravidla před sáním dmychadla (u přeplňovaného motoru).

Jak se projevuje vadný EGR ventil?

Naprostá většina problémů spojených se systémem recirkulace spalin má příčinu v hromadění karbonových úsad, které se tvoří z mastných frakcí ve výfukových plynech. Ty většinou po čase zcela ochromí funkci EGR ventilu, který tudíž nemůže pracovat správně. Pokud zůstane v poloze, v níž je přepouštění spalin do sání uzavřeno, bude mít motor vyšší emise, avšak pojede navenek prakticky normálně. Právě vyřazení EGR ventilu (nebo lidově řečeno jeho zaslepení) dodnes nabízejí některé servisy coby službu, která vás má navždy zbavit problémů s touto součástkou. Z hlediska právního jde samozřejmě o ilegální zásah na motoru, respektive jeho emisním systému, a lze to kvalifikovat stejně jako vytloukání částicových filtrů.

Jak ale poznat, že EGR ventil nepracuje tak, jak by měl? Výfukové plyny má z části vracet do sání pouze v režimu částečného zatížení. Příkladem je například jízda ustálenou rychlostí na třetinu plynu při současně zahřátém motoru. V takovém režimu proudí spaliny vesele zpět do válců.

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

Jinak tomu je, pokud motor zatížíte při akceleraci. V tomto režimu by se měl ventil recirkulace spalin uzavřít, neboť je požadavek na co nejvyšší výkon motoru, k čemuž je zapotřebí co největší obsah kyslíku v nasávaném vzduchu. Spaliny by v tomto případě působily kontraproduktivně.

Problém je, pokud ventil zůstane v režimu vyššího zatížení motoru otevřený a tedy přepouští spaliny do sání. V takovém případě motor netáhne, různě škube v tahu, v extrému může jeho řídicí elektronika takzvaně padat do nouzového režimu, doprovázeného ztrátou výkonu a svítící kontrolkou elektroniky.

Čím jej vyčistit aby to bylo účinné?

Ventil recirkulace spalin musí být uzavřený také v okamžiku spouštění motoru. Pokud zůstane viset v otevřené poloze, doprovázejí startování agregátu obtíže. Když už motor chytne, většinou je jeho volnoběh nepravidelný, v horším případě motor krátce po nastartování opět zhasne. Navíc je to doprovázeno kouřem, linoucím se z výfuku. V extrémním případě motor vůbec nechytne.

Pokud je ventil EGR pouze zanesený karbonem, není hned nezbytně nutné jej měnit za nový. Mnozí jej proto zkusí demontovat a vyčistit. K tomu se používají speciální chemické přípravky, například Valvoline EGR+Turbo Cleaner, který koupíte za nějakých 150 korun. Pomoci ale může také čistič na karburátory a škrticí klapky. Pouze chemií ale karbon z útrob ventilu nedostanete. K většímu úspěchu je třeba jej odstranit mechanicky za pomoci vhodného nástroje, lidově zvaného špachtle. Před tím je samozřejmě třeba EGR ventil demontovat z motoru. Zkušenosti ukazují, že po vyčištění EGR klesne spotřeba paliva a zjemní se kultura chodu motoru. Nový EGR ventil stojí podle druhu motoru (respektive typu ventilu) od 1.200 do 3.500 korun.

Od ovládání ventilu po váhu vzduchu

S funkcí recirkulace spalin jsou ale spojeny i jiné problémy. Například zanášení sacího potrubí karbonem. Pokud spaliny recirkulují více, než by měly, vede to k nadměrné tvorbě karbonových úsad v sání či na talířích sacích ventilů. Druhý případ je typický pro některé přímovstřikové zážehové motory, u nichž chybí mimo jiné čistící funkce nepřímého vstřikování benzínu. Karbon se ovšem v sání může hromadit také z důvodu špatné funkce systému odvětrávání klikové skříně...

K selhání ventilu recirkulace spalin ale mohou vést i jiné příčiny než hromadění karbonových úsad. Důvodem pro selhání může být závada na ovládání šoupátka ventilu. Typickým příkladem je EGR ventil původních motorů VW 1.6 TDI a 2.0 TDI-CR. Ty využívají nejpokročilejší řešení s dvojicí elektromotorů. Jeden ovládá klapku vpouštějící spaliny přes chladič, druhý pak přímo šoupátko otevírající kanál přepuštění spalin do sacího potrubí. Zmíněné šoupátko je ovládáno přes mechanismus, jemuž automechanici přezdívají rohatka. Ta však občas praskne, což systém zcela vyřadí.

Klapky v sání: Proč vám chtějí zničit motor?

U systému ovládaného podtlakem dokáže na problémy zadělat třeba porézní hadička, vedoucí od elektromagnetického převodníku k membráně ventilu, či různé elektrické závady, například od snímače polohy membrány, který u aktivního ovládání poskytuje zpětnou vazbu řídicí jednotce motoru.

Pokud se budeme o problémech s EGR bavit v obecnější rovině, pak za nefunkčností může být třeba poškozený, případně zanesený snímač hmotnosti nasávaného vzduchu, lidově nazývaný váha. Projevem této závady je navenek černý kouř, linoucí se z výfuku či padání řídicí elektroniky do nouzového režimu. Pokud je příčinou špatné funkce některá z těchto závad, řešením je pouze výměna příslušné součástky.