Gaznaauto Сайт про автомобили
Хозяева бывших в употреблении автомобилей привыкли к тому, что различные системы снижения вредных выбросов вызывают множество проблем с их машинами. Одним из подобных "жучков" считается клапан EGR. Что это такое, для чего это необходимо, как это работает и как убрать неполадки?
Термин "клапан EGR", возможно, слышал каждый, чей подержанный дизель перестал тянуть или не заводится. Любой, кто забирал отремонтированный автомобиль из гаража со счётом на двадцать пять тысяч крон, наверняка спрашивал себя, что это за чертова идиотская штука, которая только стоит денег, а толку от нее никакого. В конце концов, по всему интернету разные люди предлагают возможность заглушить EGR для душевного спокойствия.
Но EGR (от английского exhaust gas recirculation) не считается каким-то щитом или говоря по другому "шлюхой" в автомобиле. Так называемый клапан EGR считается важной частью современных дизельных (и многих бензиновых) двигателей, обеспечивая соответствие автомобиля строгим нормам выбросов.
Как управлять дизелем, чтобы выдерживать DPF и остальные вещи?
Как управлять новыми двигателями с турбонаддувом и прямым впрыском топлива
Вы, возможно, знаете, что стандарты выбросов отслеживают несколько пунктов. Кроме угарного газа, они также включают несгоревшие углеводороды, твёрдые частицы и, начиная со стандарта Евро-3, оксиды азота (0,5 г NO x на км для дизелей и 0,15 г NO x на км для двигателей на бензине, теперь 0,08 г/км NO x для дизелей и 0,06 г/км NO x для бензинов). Конкретно для снижения оксидов азота предназначается клапан EGR.
Почему в двигателе появляются оксиды азота? Они появляются при больших температурах во время горения в результате окисления азота воздуха, поскольку в атмосфере содержится 21% кислорода и 78% азота. В идеальном двигателе это выглядело бы так: 2 C 8 H 18 + 25 O 2 = 16 CO 2 + 18 H 2 O + энергия. Потом азот опять выводится наружу. Но горение никогда не бывает абсолютно совершенным. Кроме ненужных веществ в топливе, двигатели нигде перестают работать в абсолютно идеальном режиме и часто сжигают слишком обедненную или слишком богатую смесь. И собственно сгорание обедненной смеси с избытком воздуха приводит к высокому образованию оксидов азота. Азот связывается со свободным кислородом быстрее, чем углерод.
Так это выглядит на многих бывших в употреблении дизелях. Пример засорения клапана на автомобиле Octavia второго поколения с двигателем TDI после указанного пробега 380 000 км, но, возможно, при большем пробеге. Основой подобных отложений считается, по большей части, несовершенное сгорание в комбинировании с ухудшением состояния двигателя (расход масла и т.д.).
Это происходит по большей части в двигателях на дизеле, которые не нуждаются в дроссельной заслонке и работают с избытком воздуха. Разумеется, некоторые двигатели на бензине могут работать и при избытке воздуха. Практически, силовая установка будет работать в режиме обедненной смеси, если во время стабильного движения требуется низкая мощность. Мы писали об этом, к примеру, в статье о двигателе BMW N53, где необходимые катализаторы стека оксидов азота добавляют много забот.
Клапаны EGR начали распространяться в 1970-х годах с появлением первых норм по выбросам опасных веществ в атмосферу, поскольку тогда еще не рассматривался вопрос об углекислом газе (демонизация этого вполне очевидного продукта любого изменения энергии в природе происходит только сегодня). Идет речь о действительно вредных веществах, а конкретно о несгоревших углеводородах и оксидах азота.
Рабочий принцип схемы EGR очень прост. Она состоит в снижении температуры сгорания и одновременном снижении излишка кислорода, таким образом делая меньше условия, подходящие для образования оксидов азота. Это можно достичь путем забора требуемого количества выработанных газов из выхлопной трубы и направления их обратно во впуск и в топку. Конкретно для этого предназначается клапан EGR.
Внешний и внутренний EGR
Сейчас вы, пожалуй, думаете, что для этого не обязательно иметь в двигателе какую-то хитрость и что это достигается, просто настроив двигатель внутреннего сгорания. И вы частично правы. Благодаря системам с изменяемым фазами газораспределения клапанов и соответствующим фазам газораспределения коллектора можно удлинить открытие выпускного клапана (или, чаще, ускорить открытие впускного клапана) и благодаря этому перекрытия всасывать часть отработавших газов в цилиндр, не направляя их в обход во впуск.
Но это работает только в некоторой степени и исключительно на двигателях, которые не делают очень большое количество NO x , т.е. в принципе на двигателях с искровым зажиганием и двигателях без непосредственного впрыска. Однако некоторые двигатели с ним справились. К примеру, двигатель 1.2 TSI EA 111 (к примеру, в Skoda Rapid) смог обойтись без клапана EGR и поэтому не страдает от чрезмерного нагарообразования. Однако множество современных двигателей на бензине с непосредственным впрыском во всяком случае должны иметь клапан EGR, поскольку решение с говоря иначе "внутренним" EGR считается недостаточным. Поэтому применяется обходной путь, т.е. через вышеупомянутый клапан. Это называют "внешний EGR".
Как работает клапан EGR
В случае внешнего EGR данное устройство в виде клапана или золотника для регулирования прохождения отработанных газов обратно во впуск в произвольно заданном соответствии (в теории от 0 до 100%). Сначала применялся клапан с механическим приводом, управляемый вакуумом, но сейчас чаще применяется комбинация с электронным управлением или исключительно электронное управление. Он более продуктивен и точен.
Потребности в еще более точной или быстрой работе системы EGR заставили производителя добавить дополнительные функции, например, активное охлаждение отработанных газов при помощи охладителя EGR. Выхолаживая отработанный газ, можно сделать больше его объем, подобно тому, как объем всасываемого воздуха в турбодвигателе можно сделать больше при помощи интеркулера сжатого воздуха. Охладитель EGR подключен конкретно к контуру охлаждения двигателя.
Основные дизели: Новейшая Octavia если сравнивать с идущим до этого поколением
Дизели сообщают о новых убытках, Scala и Kamiq уходят в минус
В двигателях с турбонаддувом контур EGR все также различают в зависимости от того, считается ли он высоконапорным (отработанные газы возвращаются во впуск перед турбокомпрессором) или низконапорным (отработанные газы возвращаются после турбокомпрессора и каталитического нейтрализатора с сажевым фильтром). Двигатель контролирует, какой контур применяется если для этого есть необходимость. Очень часто отработанные газы проходят по пути большого давления при невысоких нагрузках и по пути малого давления при более больших нагрузках.
Преимущество контура малого давления состоит в том, что отработанные газы, собираемые после сажевого фильтра, являются чистыми и не очень сильно загрязняют клапан. Но если сажевый фильтр перестанет выполнять собственную работу, клапан будет разрушен. Поэтому, к примеру, на новых двигателях EA 288 серии TDI не стоит в течении определенного времени удалять или прокалывать сажевый фильтр. При сравнительно доступных ценах на брендовые DPF такие вмешательства больше не имеют смысла.
Почему клапан EGR ведет себя неверно
Вы уже поняли, что где есть отработанные газы, там есть грязь, копоть, чума и смерть. И собственно с этим связано подавляющее большинство отказов контура EGR, особенно самого клапана. Но виноват не только EGR, поскольку состояние двигателя, качество сгорания и общее состояние других периферийных устройств также, разумеется, оказывают влияние на его хорошую работу.
При исправном двигателе, даже после большого пробега (даже 250 000 км) клапан EGR может быть в порядке и полностью исправен. Обычно его стоит чистить лишь в качестве профилактической меры. Петр Доротович, специалист по автомобилям BMW, показывает ЕГР из дизельного шестицилиндрового автомобиля M57 после большого пробега
Наиболее популярная проблема заключается в том, что клапан EGR просто забивается углеродом, что нарушает его работу. Но в этом виноват не сам клапан, а процессы, которые происходят в двигателе. Если двигатель имеет излишек топлива (к примеру, после чиптюнинга), или уже сжигает определённое количество масла, то, разумеется, больше "смазки" липнет к открытым участкам в контуре EGR.
От засорения сажей страдает не только клапан EGR, но и, разумеется, весь впускной тракт. "Вот пример впуска на двигателе BMW N57 после пробега около 130 000 км. Однако, вероятнее всего, это не конструктивный недостаток, а неподходящий режим езды с большой долей городских коротких расстояний", — говорит Петр Доротович, описывая одну из главных причин накопления углерода во впускном тракте.
Отложения ограничивают или полностью предохраняют работу клапана, однако, разумеется, управление клапаном, будь то клапан вакуумный канализационный или электронное управление, также может поломаться. Если клапан застревает в положении "закрыто", вы можете вообще этого не заметить. На новых автомобилях лампочка уже горит, а на старых может вообще ничего не происходить. Машина заводится, едет нормально… Просто у нее высокий уровень выбросов. Данное решение разных самодельщиков. Клапан заклинило, машина продолжает ехать, однако она точно не отвечает стандарту выбросов, на который была омологирована.
Недорогие дизели: Их мало, однако они еще не вымерли.
История двигателя на дизеле — путь к магической аббревиатуре TDI
Однако чаще всего клапан не может быть полностью закрыт, и его управление не работает. Открытый клапан усложняет или делает невозможным запуск. После запуска автомобиля и продолжения работы двигателя обычным симптомом поломанного или засорившегося EGR считается уменьшение мощности во время движения на больших оборотах. Современные автомобили переходят в аварийный режим с небольшой мощностью.
Как избавиться от этой проблемы?
Иногда клапан можно просто почистить. Некоторые автомобильные сервисы даже рекомендуют это в качестве меры предосторожности для проблемных двигателей (2.0 TDCI, 2.0 CRDI). Разные средства помогают растворить отложения (для этого есть очень много спреев и растворителей), но иногда даже этого недостаточно, и нужно перейти к удалению отложений механическим способом. Нужно просто соскоблить "уголь", а потом хорошо почистить его химическим способом. Но углерод откладывается не только на клапане, а по всему впускному коллектору, даже на впускных клапанах. Это более процесс не из легких очистки, с которым дома как правило справляются только энтузиасты и любители DIY.
"Диагностика двигателя B47 показала, что он не на месте. Основой закрепления клапана было попадание отработанных газов в редуктор EGR вокруг штока клапана. Все было прочищено, и теперь клапан работает и не даёт трещин", — Доротович показывает пример неработающего клапана EGR на относительно новом и современном двигателе.
Что вы сами чистите клапана на новом автомобиле в качестве меры предосторожности? Вы не можете этого сделать. "EGR должен быть установлен в гарантийное положение при помощи диагностики, иначе он не заработает или будет немедленно уничтожен. Вы больше не можете просто вынуть клапан, почистить его и вставить обратно, как это было со старым дизелем", — говорит Доротович. Это не только разработка BMW, похожая трудность есть у многих автомобилей фактически всех марок.
Но если один из механических или элементов электроники управления клапаном EGR выходит из строя, не остается другого выбора, кроме как заменить клапан (если только не получиться отремонтировать или заменить отдельную поломанную деталь). Однако как показала практика клапан просто заменяется полностью. Однако тщательная диагностика должна обнаружить точную причину неисправности, поскольку неисправность вполне может быть связана с одним из датчиков. И если двигатель работает плохо, забирает масло и плохо горит, вы опять будете менять тормоза EGR.
Разумеется, вы также можете соприкоснуться с плохого качества охладителем EGR, который нужно заменить. Это, разумеется, делает дороже цена обслуживания. Если новый клапан EGR как правило можно приобрести за несколько тысяч, то вся система и радиатор могут стоить от 10 до 20 тысяч крон. Разумеется, это зависит от бренда. Правильную цену ремонта контура EGR невозможно назвать со стороны. Это зависит от объема работы, где нибудь вы можете заплатить мало за детали, но потом нужно будет платить за рабочие часы, а где нибудь наоборот.
Напоследок напомним, что даже сложная схема EGR уже не отвечает современным нормативам выбросов, поэтому двигатели работающие на дизельном топливе должны применять селективную каталитическую нейтрализацию с впрыском технической мочевины, т.е. AdBlue. Но есть у него преимущество (если выбросить все опасности и минусы). Контур EGR не очень сильно нагружен, а в большинстве моделей с AdBlue, наверное, что прежние проблемы с EGR пропали навсегда. Однако AdBlue принесёт новые, так что не нужно беспокоиться, гаражи не потеряют работу (и все деньги).
