Рециркуляция ОГ отработанных газов. Система EGR. В дизельном двигателе.

Рециркуляция ОГ

После сгорания небольшое количество отработавших газов остается в цилиндре и возвращается туда из системы выпуска. Этот эффект называется внутренней рециркуляцией ОГ. На ее величину влияют фазы газораспределения. Дополнительное количество ОГ из системы выпуска двигателя может быть возвращено во впускной тракт через обратный клапан ОГ, а при необходимости — через охладитель. Этот процесс составляет внешнюю рециркуляцию ОГ. Оба процесса рециркуляции являются эффективным способом сокращения NOx Уменьшение количества NOx благодаря рециркуляции ОГ основывается на трех процессах:• сокращение концентрации кислорода в камере сгорания;• сокращение самого потока ОГ;• снижение температуры при более высокой теплоемкости «инертных газов»  (Это составляющие газов в камере сгорания, которые ведут себя инертно т. е. не принимают участия в сгорании. Тем не менее они влияют на процессы воспламенения и сгорания.) Н2О и СО2 напрямую не участвующих в процессе сгорания.

Особенно эффективна рециркуляция охлажденных ОГ. Степень рециркуляции для легковых автомобилей составляет примерно 50%, для грузовых автомобилей 5...25%.

Увеличение рециркуляции ОГ уменьшает содержание кислорода в цилиндре(коэффициент избытка воздуха Я снижается). Если количество возвращаемых ОГ становится слишком большим, увеличивается содержание в ОГ вредных веществ, что происходит при недостатке воздуха при сгорании. При этом растет расход топлива, поэтому настоятельно необходимы контроль и регулирование степени рециркуляции ОГ.

Степень рециркуляции ОГ регулируется клапаном подвода ОГ (клапан рециркуляции). В начальном положении он запирает канал, который связывает область выпускного тракта перед турбонагнетателем с областью после него. Клапан рециркуляции управляется регулятором в зависимости от нагрузки и частоты вращения коленчатого вала. Для точной работы клапана должна быть конструктивно предусмотрена его нечувствительность к отложениям вредных примесей.

Рециркуляция ОГ на легковых автомобилях

Рециркуляцию ОГ на легковых автомобилях впервые применили в 70е годы. Сегодня она используется на большинстве дизелей легковых автомобилей.

Для соответствия принятым нормам рециркуляция ОГ для легкового автомобиля применяется только при малых нагрузках. Для обеспечения движения ОГ всегда имеется перепад между противодавлением в выпускном коллекторе и давлением наддува (турбонагнетатель с перепускным каналом), поэтому ОГ могут быть всегда направлены через клапан.

Рециркуляция ОГ на грузовых автомобилях

Рециркуляцию ОГ для достижения низкой эмиссии NOx планируется применять на грузовых автомобилях. Здесь она необходима почти на всех режимах работы дизеля. В стандартном случае при высокой нагрузке противодавление ОГ перед нагнетателем ниже, чем давление наддува после нагнетателя и охладителя наддувочного воздуха. Для возможного использования рециркуляции ОГ необходимо тщательно подбирать параметры турбонагнетателя или использовать нагнетатель с изменяемой геометрией турбины, который создает необходимый перепад давления. Возможно также использование предохранительного клапана, который открывается, когда давление ОГ в выпускном коллекторе оказывается выше, чем во впускном тракте. Это происходит при высокой нагрузке, а также в тот момент, когда на такте выпуска в цилиндре возникает импульс давления. В результате часть ОГ попадает и систему впуска(при перекрывании клапанов).

Еще один способ осуществления рециркуляции ОГ — применение сопла Вентури (для получения пониженного давления в сужении последнего) в перепускном канале на впуск. Рециркуляция ОГ может регулироваться с помощью дифференциального датчика расхода воздуха (легковые автомобили),  лямбда зонда или датчика перепада давления в сопле Вентури (грузовые автомобили).