Ремонт и техническое обслуживание автомобилей




Типы систем EGR




Пневмомеханические системы ЕGR

Впервые система ЕGR была применена в 1972 году на американских автомобилях «Сhryslеr». Система была пневмомеханической, и в ней через впускную трубу ниже карбюратора проходил патрубок с выхлопными газами, которые поступали в ТВ-смесь через калиброванные отверстия.
Эта простейшая конструкция оказалась неэффективной, так как рециркуляция выхлопных газов производилась постоянно, на всех режимах, приводя к замедлению прогрева двигателя и к неустойчивой работе на холостых оборотах.

В 1972 г. на автомобилях «Вuick» была применена другая пневмомеханическая система ЕGR, где потоком рециркуляции управлял специальных клапан.
Конструкция оказалась удачной и в различных вариантах исполнения применяется и по настоящее время.
Клапан удерживается в закрытом состоянии пружиной. При подаче разрежения в вакуумную полость специальная мембрана преодолевает сопротивление пружины и открывает клапан, выхлопные газы по каналу проходят в задроссельную зону впускного коллектора.

Патрубок клапана ЕGR подключается к впускному коллектору в области дроссельной заслонки. На холостых оборотах и при торможении дроссельная заслонка закрыта, разрежение над заслонкой практически отсутствует, клапан ЕGR закрыт, что и требуется.
При средних нагрузках двигателя дроссельная заслонка приоткрыта, и так как под ней возникает разрежение, то клапан ЕGR открывается.
При полной мощности дроссельная заслонка открыта, разрежение в области дроссельной заслонки слабое, клапан ЕGR будет закрыт.
В большинстве случаев такой пневматический клапан ЕGR монтируется на впускном коллекторе и соединяется с впускной и выпускной системами проходами в стальными внешними трубками.

На некоторых моделях автомобилей «Fоrd» и «Сhryslег» (выпуска до начала 80-х годов) в системе ЕGR использовалось разрежение в диффузоре карбюратора. Так как разрежение здесь слабое, приходилось использовать вакуумный усилитель, что значительно усложняло систему.
В исправном состоянии такие пневмомеханические системы способны управлять рециркуляцией выхлопных газов при изменений нагрузки двигателе пневмомеханические системы ЕGR с сигналом разрежения от диффузора из-за низкой их надежности и высокой сложности в настоящее время не находят применения.

Пневмомеханические системы ЕGR с управлением от разрежения за дроссельной заслонкой работают надежно, но не обладают достаточной точностью, для обеспечения эффективной и экономичной работы двигателя на всех режимах. Так как температура двигателя не влияет на величину разрежения в задросcельной зоне, то система ЕGR включается и в режиме прогрева двигателя, что приведет к неустойчивости его оборотов.

Для управления системой ЕGR по температуре двигателя на радиаторе или в водяной рубашке устанавливается термоклапан, который подключает систему ЕGR к источнику разрежения только после прогрева двигателя рабочей температуры.

Для пневмомеханических систем EGR разработаны и применяются различные способы управления рециркуляцией выхлопных газов в зависимости от режима двигателя:

  • посредством таймера, блокирующие систему ЕGR сразу после включения двигателя;
  • с помощью термоклапана, отключающие источник разрежения от клапана ЕGR при низкой температуре ТВ-смеси во впускном коллекторе;
  • посредством блокировки системы ЕGR при высокой скорости движения автомобиля сигналу от спидометра;
  • двухступенчатым управлением по высокому и низкому разрежению в пневмoклапане ЕGR с двумя диафрагмами.

Работа системы EGR с учетом давления выхлопных газов

Давление выхлопных газов в выпускном коллекторе связано с нагрузкой двигателя и используется в системе ЕGR для оптимизации ее работы. Наиболее удачной оказалась конструкция, появившаяся в конце 70-х годов на автомобилях «Ford» и «General Моtогs», где преобразователь давления выхлопных газов интегрирован в клапан ЕGR.
Различают преобразователи высокого давления и преобразователи низкого давления.

В системах с преобразователем высокого давления выхлопные газы через полый шток закрытого клапана ЕGR поступают в пространство под диафрагмой. При достаточном давлении они преодолевают сопротивление вспомогательной пружины и закрывают калиброванное отверстие в вакуумной камере.
Вакуумная камера становится герметичной и прикладываемое через штуцер разрежение открывает клапан ЕGR. Давление выхлопных газов в зоне клапана ЕGR падает, калиброванное отверстие открывается и клапан ЕGR снова закрывается.
Процесс повторяется с частотой около 30 Гц.

Системы ЕGR с преобразователем низкого давления используются в двигателях, где давление выхлопных газов в выпускном коллекторе относительно невелико. Здесь калиброванное отверстие преобразователя и запорное устройство клапана ЕGR в нормальном состоянии закрыты. При подаче разрежения в штуцер диафрагма преодолевает сопротивление главной пружины, шток поднимается, и запорное устройство клапана ЕGR открывается.
Часть выхлопных газов перепускается во впускной коллектор. После этого давление отработавших газов несколько падает, и калиброванное отверстие открывается, а клапан ЕGR закрывается.
Описанный процесс повторяется периодически.
Клапан ЕGR с преобразователем низкого давления обладает быстродействием и может устанавливаться на двигателях с высокой степенью сжатия, склонных к детонации.

типы систем рециркуляции отработавших газов EGR

***




Системы ЕGR с электронным управлением

Электропневматические системы

С начала 80-х годов систему ЕGR с пневмоклапаном начинают интегрировать в электронную систему управления двигателем.
Подпрограммы в ЭБУ (электронном блоке управления) двигателя, обслуживающие ЕGR, получают входную информацию от датчиков положения дроссельной заслонки, разрежения во впускном коллекторе, на некоторых моделях, от датчика давления выхлопных газов в выпускном коллекторе.
Кроме того, используется сигнал от датчика температуры охлаждающей жидкости или устанавливается, терморезистор в основании клапана ЕGR.

Положение клапана ЕGR контролируется специальным датчиком. ЭБУ управляет пневмоклапаном ЕGR опосредовано, с применением управляющего электропневмоклапана. Подключая или отключая источник разрежения через управляющий электропневмоклапан, ЭБУ реализует программное управление процессом рециркуляции. В другом варианте («Оldsmobile») электроклапан управляет утечкой разрежения над диафрагмой пневмоклапана системы ЕGR. Для повышения точности и быстродействия в качестве датчика положения клапана ЕGR используется потенциометр, преобразующий перемещение штока в напряжение управляющего сигнала.
Управление по утечке разрежения cводится к подаче атмосферного воздуха в вакуумную камеру клапана ЕGR через электрoклапан с управлением от ЭБУ.

Цифровые клапаны ЕGR

Такие клапаны впервые применены в 1990 году на некоторых двигателях «General Motors». Вакуумный сигнал здесь не используется.
В цифровом клапане ЕGR между впускным и выпускным коллекторами имеется три отверстия с площадями сечений в пропорции 4:2:1 или два отверстия с площадями в пропорции 2:1.

Независимо управляемые от ЭБУ три сoленоида в электроклапане открывают отверстия в различных комбинациях, обеспечивая 7 уровней потока рециркуляции выхлопных газов, при этом быстродействие системы существенно повышается.
Конструкция оказалась надежней в эксплуатации и проще при сборке, чем традиционная система ЕGR с вакуумным управлением. В цифровом клапане запорные устройства с большим усилием прижаты к основанию и утечки маловероятны.

Мониторинг системы ЕGR с помощью ЭБУ

Программное обеспечение ЭБУ современных автомобилей с помощью специальных подпрограмм - мониторов (emession monitor) позволяет контролировать до семи различных систем автомобиля, неисправность в работе которых может привести к увеличению токсичности выхлопных газов.
Каждый монитор осуществляет тестирование (мониторинг) за время цикла: «ключ зажигания включен - двигатель работает - ключ выключен» при выполнении определенных условий в фоновом режиме, без участия человека.

Обычно монитор отрабатывает свои функции во время поездки. Для контроля за работой системы ЕGR с электронным или цифровым управлением в память ЭБУ записываются штатные параметры и подпрограмма для монитора ЕGR.
С помощью этих данных монитор ЕGR контролирует эффективность работы системы рециркуляции выхлопных газов. За время теста открывается и закрывается клапан ЕGR и наблюдаются реакции контрольного датчика. Выходной сигнал контрольного датчика сравнивается со значениями из калибровочной таблицы данных в памяти ЭБУ и определяется эффективность системы ЕGR. При неудовлетворительных результатах монитору запишет в память ЭБУ соответствующие коды ошибок.

В качестве контрольного датчика могут быть использованы, различные устройства. На автомобилях «Сhrysler» контролируется изменение выходного напряжения датчика кислорода. При нормальной работе содержание кислорода в выхлопных газах повышается при, закрывании клапана ЕGR и напряжение на выходе датчика кислорода уменьшается. Монитор запишет код ошибки, если это напряжение уменьшается недостаточно.

Фирма «Ford» использует, по крайней мере, два типа контрольных датчиков в зависимости от модели и типа автомобиля.
В одном варианте применяется терморезистор с отрицательным коэффициентом сопротивления, установленный на входном патрубке системы ЕGR. Монитор контролирует температуру выхлопных газов при открытом и закрытом клапане.
Для исправной системы ЕGR напряжение терморезисторе ниже, когда клапан открыт. Если изменение напряжения не соответствует норме, монитор запишет, в память ЭБУ код ошибки.

В другом варианте в трубе между клапаном ЕGR и впускным коллектором делается вставка с калиброванным отверстием и измеряется дифференциальное давление по обе стороны от вставки. Когда клапан ЕGR открывается, это давление падает, что фиксируется монитором с помощью датчика дифференциального давления. Когда клапан ЕGR закрыт, давление по обе стороны вставки должно быть одинаковым.
На автомобилях «General Motors» в качестве контрольного используется датчик абсолютного давления во впускном трубопроводе, где давление изменяется при открывании клапана ЕGR.

***

Основные неисправности систем рециркуляции выхлопных газов



Главная страница


Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты