Choć na horyzoncie majaczy przyszłość bez tego elementu, jest on wciąż najbardziej rozpowszechnionym komponentem układu oczyszczania spalin. Znajdziemy go nawet w starszych maszynach. Co zatem warto wiedzieć o zaworze EGR? Wszystko!
Jeżeli mowa jest o elementach układu oczyszczania spalin, zwykle rozmowy tyczą się tych komponentów, które budzą największą niechęć, a więc tych, które najlepiej jest widać zaraz po uchyleniu maski lub częściej nawet bez tego. Bowiem w ciągniku stanowią one utrudnienie w obserwacji pola przed maszyną; chodzi oczywiście o okazałe puszki, a w nich DPF i SCR. Zdecydowanie nie są to rozmowy w tonie pozytywnym, bo i co pozytywnego można powiedzieć o elementach, z których istnienia tak naprawdę użytkownik ma niewiele pożytku, za to może mieć sporo kłopotów i dodatkowych wydatków. Jest jednak jeszcze jeden komponent, dość często pomijany, a mogący namieszać nie mniej niż wspomniane katalizatory. W dodatku ma on bezpośredni wpływ na silnik. To zawór recyrkulacji spalin.
EGR – najstarszy, najmniejszy. Najgorszy?
Chronologicznie, bowiem jeszcze przed wprowadzeniem układu Common Rail, nie wspominając o filtrach cząstek czy moczniku, w silnikach zaczął pojawiać się zawór recyrkulacji spalin. Był on już bardzo częstym gościem w konstrukcjach, jakie miały premiery w latach 90. ubiegłego wieku, zarówno w pojazdach jak i maszynach. Mowa zatem o czasach, gdy pierwsze normy emisji spalin (Tier 1 / Stage 1,2 początki 1997, wprowadzenie w 1999) wchodziły w życie po rozpoczętej na początku dekady dyskusji na temat usystematyzowania czystości spalin i wprowadzenia jakiegoś planu redukcji ich emisji.
Zobacz także:
Claas CMATIC i prasa Variant. Duet idealny? Sprawdzamy (video)
Na wstępnym etapie nie trzeba było zbyt wiele robić, aby spełnić wymagania, zwłaszcza w słabszych jednostkach. Jednakże wraz ze wzrostem mocy silników koniecznym stało się wprowadzenie jakiegoś mechanizmu kontroli, chociażby po to, aby uniknąć nadmiernego dymienia – czyli emisji cząstek stałych. Z czasem zawór EGR (Exhaust Gas Recirculation “valve”) stał się nieodzownym elementem, także w mniejszych jednostkach, dzięki któremu producenci silników mogli poradzić sobie nie tylko z sadzą, ale także a obecnie przede wszystkim z NOx.
Jak sama nazwa wskazuje, zawór recyrkulacji spalin jest w istocie zaworem w budowie przypominającym pojedynczy zawór wydechowy i podobnie jak on, w pozycji domyślnej zamkniętej sprężyną, rozdziela kolektor wylotowy oraz dolotowy. Sterowany najczęściej poprzez silnik krokowy (z czujnikiem położenia), zawiadywany komputerem silnika, otwiera się w chwili i w określonym stopniu, gdy trzeba obniżyć temperaturę wewnątrz komory spalania. Dlaczego? Dlatego, że właśnie po jego uchyleniu część spalin dostaje się do kolektora ssącego i trafia ze świeżą porcją powietrza do komory. Dodatkowa dawka CO2 nie pozwala, by proces spalania przebiegł w normalny sposób, zaś obniżona temperatura powoduje, że powstaje znacznie mniej cząsteczek NOx.
Tak w skrócie wygląda logika sterowania nastawionego na “niską temperaturę” spalania. A zatem w dalszym biegu układu wylotowego takiego silnika zawsze znajdziemy filtr DPF, gdyż owa niska temperatura spalania, choć sprzyja redukcji tworzenia się NOx, to powoduje podwyższoną emisję cząstek stałych PM.
Przeciwną do strategii niskiej temperatury jest oczywiście strategia wysokiej temperatury, gdzie dawka paliwa, powietrza jak i praca zaworu EGR mają za zadanie utrzymać określoną wysoką temperaturę w komorach, tak aby całkowicie wypalić paliwo i aby silnik w jak najmniejszym stopniu emitował PM. Oczywiście w zamian za wzmożoną emisję NOx, czyli pomiędzy kolektorem a atmosferą musi się znaleźć wydajny katalizator SCR. I tak było do czasu normy Stage V / Tier 4f. Część producentów stawiała na SCR, część na DPF, niektórzy na jedno i drugie, przy czym wielkość elementów pracujących w parze mogła być zredukowana.
Natomiast bez względu na wariant, EGR znajdujemy praktycznie zawsze. Bowiem nawet w układzie nastawionym na wysoką temperaturę trzeba mieć możliwość regulacji składu powietrza trafiającego do komory nie tylko poprzez zmienną geometrię turbosprężarki, a także EGR ułatwia pozbycie się efektu “przykapcania” podczas intensywnego zwiększenia dawki paliwa, gdy dawka powietrza jest jeszcze niewystarczająca, co wiąże się z uwolnieniem ogromnej ilości sadzy.
Warto zauważyć, że w odróżnieniu od DPF-u czy SCR-u, które znajdują się za silnikiem, choć oczywiście stanowią opór dla przepływu spalin, to nie mają bezpośredniego wpływu na silnik, może za wyjątkiem sytuacji regeneracji filtra, gdy zastosowane zostało rozwiązania zwiększenia dawki paliwa poprzez wtryskiwacze, a nie osobny dodatkowy HC doser umieszczony w kolektorze wylotowym.
Z EGR-em jest inaczej, bowiem jego działanie wywiera bezpośredni wpływ na silnik poprzez to, co dostaje się do komory spalania, mówiąc kolokwialnie EGR wpuszcza do przefiltrowanego, schłodzonego powierza, dawkę „syfu” z silnika po suwie pracy, czyli nie tylko spaliny zawierające różne składniki jak tlenki siarki, azotu czy sadzę, ale także spalony i nie spalony olej silnikowy, nagary, jakie zgromadziły się w kolektorze i akurat dojrzały do tego, by się od niego oderwać itd.
To po co nam w układzie te drogie filtry powietrza, skoro i tak EGR wszystko zanieczyści? Mało tego, przecież spaliny, w przeciwieństwie do powietrza, są gorące, co również obniża sprawność procesu spalania w silniku i znów niweczone są wysiłki chłodnicy powietrza na schłodzenie przed sprężeniem do cylindra. Dlatego też układy począwszy od Stage IIIB/IV są zwykle doposażone w kolejny element, jakim jest chłodnica spalin. Bez sensu? Tak, to jest bez sensu, całe to psucie powietrza w wewnętrznym obiegu silnika ma na celu jedynie wpasowanie się w normy emisji.
Dlaczego taki zły?
Po pierwsze EGR sam w sobie jest elementem wadliwym. Jest to zawór, który przez pewną część czasu pozostaje zamknięty, umożliwiając niesionym przez spaliny zanieczyszczeniom osadzanie się na jego elementach, co bezpośrednio wpływa na szczelność, pośrednio powoduje degradację powierzchni, zwłaszcza przez związki siarki, co znów prowadzi do pogorszenia jakości jego pracy.
Co jest zrozumiałe, temperatura pracy tego elementu jest zwykle bardzo wysoka, a to nie sprzyja długowieczności elementu elektronicznego, który tym zaworem steruje, jak i precyzji pomiarów wykonywanych przez zespół silnika krokowego. Tutaj dochodzimy do problemów, które zaczynamy odczuwać jako użytkownicy, a więc błędów. Tak się składa, że kody błędów od zaworu EGR bardzo często również powodują wymuszone obniżenie mocy silnika, co z kolei wymusza na użytkowniku przeprowadzenie diagnostyki i naprawy. Nie da się bowiem pracować maszyną elektronicznie ograniczoną na 20-30% swoich możliwości. Błędy niezgodności pozycji zaworu EGR, czyli różnica w pozycji zadanej przez sterownik silnika a pozycją zmierzoną przez silnik krokowy mogą wynikać zarówno z grubej warstwy nagarów niepozwalających ustawić się zaworowi we właściwiej pozycji jak i rozkalibrowania czujnika czy też przegrzania się części elektronicznej.
Zwykle kończy się to wymianą kosztującego od kilkuset do kilku tysięcy złotych zespołu zawór-silnik. Czasem pomaga czyszczenie, czasem wymagana jest kalibracja przy użyciu oprogramowania diagnostycznego, pewne jest jednak to, że trzeba będzie maszynę odstawić i poświęcić jej kilka godzin.
Kolejnym problematycznym elementem mogą być rurki doprowadzające spaliny do zaworu i z zaworu do kolektora, bowiem EGR może być umieszczony w dowolnym miejscu, zaś układ dodatkowo komplikuje wówczas plątanina metalowych przewodów i rur. Wspomniane elementy mogą sprawić problemy na skutek pęknięcia – nieszczelność, wypalenia uszczelek na połączeniach czy też, jeżeli producent przesadził z obniżaniem przekroju, zapchać się.
Jednak zdecydowanie dużo bardziej problematycznym elementem będzie wspomniana wcześniej chłodnica spalin. Dlaczego? Otóż jest to chłodnica wodna, w której spaliny są schładzane przez płyn z układu chłodzenia silnika, zaś sama chłodnica przypomina intercooler, tylko że obmywany właśnie przez płyn. Co może pójść nie tak? Zwykle zawodzi jedna rzecz – szczelność, duża różnica temperatur, ciśnienie oraz zawartość substancji ułatwiających korozję powodują, że chłodnice lubią przeciekać, powodując przedostawanie się płynu wprost do kolektora dolotowego. Przepis na katastrofę?
A jakże! Dodajmy do tego scenariusz, jaki może mieć miejsce podczas wymiany płynu, gdy przepływ przez chłodnicę EGR jest utrudniony, a płyn zostanie nalany zbyt szybko i dojdzie do zapowietrzenia układu właśnie w tym miejscu. Nie trzeba chyba mówić, że przy takim obrocie zdarzeń chłodnica poddaje się od razu. To jeszcze nie koniec, bowiem usterka może zadziałać także w drugą stronę tj. spaliny pod ciśnieniem. Poprzez pękniętą chłodnicę EGR mogą zostać wdmuchane do układu chłodzenia, czyniąc nie mniejsze spustoszenie, jeżeli usterka nie zostanie prędko wykryta.
Ale czy da się w ogóle coś zrobić, aby się tego ustrzec poza uważną obserwacją maszyny, poziomu płynu, temperatury płynu oraz jego właściwą wymianą? Niestety nie. Nie ma zaleceń odnośnie użytkowania maszyny, które pozwoliłyby wydłużyć trwałość tego elementu. Można profilaktycznie wykonywać czyszczenie, tak jak to ma miejsce w przypadku samochodów osobowych czy ciężarowych, dołączając do tego sprawdzanie stanu chłodnicy spalin. Można oczywiście pójść w bardziej drastyczne środki i go zaślepić i wyprogramować, co nie jest zgodne z prawem. A można też od razu założyć w budżecie rezerwę na jego wymianę w przypadku awarii. Pocieszającą informacją niech będzie to, że pojawiają się nowe silniki, w których EGR został całkowicie wyeliminowany fabrycznie, a zatem fabrycznie silnik może znów oddychać pełną piersią.
Ciekawe że bomby nie potrzebują egrów.
Zielony Ład 🙂.
Rozwiązania z lat 70 ubiegłego wieku.
Schładzanie spalin i podawanie ich do kolektora celem obniżenia temperatury spalania. Co za tym idzie zredukowanie tlenków azotu (NOx).
I nawet działa. W autach osobowych od euro 6. Czy to PB czy Diesel. Próba zaślepienia, ominięcie, usunięcia jest możliwa. Ale trudna i nie najtańsza. Rzecz jasna nie zgodna z prawem.
Należy pamiętać też iż parę lat temu UE a w zasadzie Parlament Europejski ogłosiłł konkurs na stworzenie narzędzi zabezpieczających układy SCR montowane w autach i maszynach. I tu rzecz jasna konkurs wygrał niemiecki Bosch. Projekt jest skończony i gotowy. Będzie wdrożony do 2030r. Tak jak i Euro 7. Zabezpiecza on te systemy przed jaką kolwiek ingerencją!!! Jesli system zauważy a zauważy nie autoryzowaną ingerencję sam zadzwoni do odpowiednich służb. Tak jak dzisiejsze auta dzwonią przy wypadku komunikacyjnym.
Co można? A nawet trzeba. Serwisować. Producenci w autach osobowych zalecają co 20000 km czyszczenie dolotu w głowicy, zaworu EGR, chłodnicy spalin jak i kolektora. Czasem niektóre z tych elementów trzeba wymienić.
Może to przesada. Na pewno co interwał należy włożyć kamerę i sprawdzić stan dolotu jak i kolektora.
W bieżącym użytkowaniu pomaga stosowanie oleji o dłużej zawartości bazy PAO, te oleje w zasadzie nie parują. Przez co osadza się mniej sadzy.
Następną dobrą praktyką jest stosowanie środków do paliwa które pozwalają spalać sądzę w niższej temperaturze. Ma to też dobry wpływ na DPF. Tych środków na rynku jest dość dużo do wyboru. Generalnie chodzi o obniżenie temperatury spalania sadzy nawet poniżej 300 stopni Celsjusza.
Pozdrawiam.
Piękny opis pracy silnika spalinowego nowych generacji. A po co te egieery?, a żeby mniej truć niezmotoryzowanych choć i tak umrę przedwcześnie dla dobra kierowców. Stąd tyle aut e miastach gdzie powinni być piesi i rowerzyści ale gdy są auta to kogo stać kupi także auto by nie być trutym. Czasy że było jedno auto na blok już dawno się skończyły, kto nie ma auta ten idzie w spalinach, kaszle i cierpi. Najgorsze są chodniki wzdłuż wielkich ulic gdzie piesi chodzą po kilka kilometrów ledwo dychajac ale nikogo to nie obchodzi . Stad te auta ratujace zdrowie zamoznych. Jeszcze raz podziwiam wiedzę i piękno wykładu na temat silnika spalinowego, takich ludzi już niemal nie ma.
Głupoty. Egr jest mało awaryjnym elementem to psujace się turbo i lejące wtryski powodują że egr sie zawiesza a mechanicy idioci co mysla ze jak jest blad egr to trzeba wymkenic egr robia na tym pieniadze bo nowy element jest czysty i znowu padnie za 2 lata.