Něco málo o EGR
Napsal: 12 pro 2009, 05:54
Autor DFENS
Zdroj http://www.dfens-cz.com/.
Na základě dotazu přináším pár informací ohledně likvidace jedné ekologické fíčury ve vašem voze. Úvodem podotýkám, že toto není návod, pouze povšechná informace, a pokud se někdo na základě ní pokusí modifikovat svoje vozidlo, je to jen jeho problém. Také předesílám, že závěrem tohoto článku bude EGR neodpojovat.
Princip
EGR (exhaust gas recirculation) je proces v moderním spalovacím motoru (zážehovém i vznětovém), při kterém je část výfukových plynů přiváděna zpět do sání a účastní se opět procesu spalování. Spalování se tak neúčastní pouze vzduch a palivo, ale také tato inertní složka. Pro lepší představu, je to jako propojit odtok ze záchoda s přítokem do kuchyňského dřezu.
U zážehového motoru je zpětně přivávěno asi 10% obsahu válce. Dodatečně přivedená inertní složka snižuje celkovou tepelnou kapacitu obsahu válce a tím snižuje teplotu spalování. a to snižuje produkci NOx (NOx typicky vznikají při teplotě spalování nad 2500°C). Snížením teploty spalování můžeme zamezit klepání a nastavit větší předstih (zvýšení účinnosti). Protože část tepla "schováme" do zahřátí inertní složky, může výrobce motor navrhnout tak, aby se stěny válců a hlava ohřívaly více (narozdíl od oldschool přístupu, kdy to celé bylo navrženo tak, aby teplo bylo nejvíce odváděno mimo spalovací prostor) a tím zvyšovat efektivitu celého motoru, protože zůstane více tepla akumulovaného pro expanzní fázi. Další profit u zážehového motoru plyne z toho, že na získání stejného výkonu musíme více šlápnout na plyn, takže škrtící klapka je více otevřena a snižují se pneumatické ztráty v sacím potrubí. U vznětového motoru je zpětně příváděno až 50% a u nich nahrazuje inertní složka vzduch (diesely pracují vždy s přebytkem vzduchu, kromě případů, kdy je motor uměle "přidušen" kvůli vypalování DPF) a zanikají i výhody z minimalizace pneumatických ztrát.
Nevýhodou u zážehového motoru je ztráta výkonu (klesá objem práce, kterou můžeme "vytáhnout" z pístu), proto je EGR neaktivní při plném plynu. Další nevýhodou je, že s rostoucím procentem EGR klesá rovnoměrnost hoření - lidově řečeno, nepovede se všechny složky tak hezky smíchat, aby nevznikly "ostrůvky", které vyvolají nesouvislé hoření. To se projeví hrubým chodem motoru a vibracemi. Benzínové auto s vadným EGR má někdy zvuk jako TDičko v bezvadné kondici. U dieselu vznikají další problémy - plyny přiváděné zpět do sání je nutné chladit. Protože je záchod propojen s dřezem, dostává se do dřezu to, co bylo předtím v záchodě, motor produkuje více sazí, které je nutno zachycovat v částicovém filtru. Jenže částicový filtr potřebuje pro svoji funkci vzduch a palivo, aby mohl saze vypálit - jsou to vlastně taková kamna, ve kterých se z velkých kusů uhlí dělají malé kusy uhlí - a když mu část vzduchu sebereme přidáním inertní složky, sebereme mu část funkce.
Další okruh problémů plyne z funkce EGR komponent. Výfukové plyny obsahují částečky uhlíku, ty dříve nebo později zaserou součásti EGR systému. Do sání je vyvedeno odvětrání klikové skříně, směs částeček z EGR spolu s olejovými výpary vytvoří něco jako asfalt a ten zalepí sání a všechny mechanismy v něm včetně škrtící klapky, redukuje průřez kanálů a krade výkon. Někdy to zabalí ty komponenty samy o sobě, protože jsou zatíženy velkými teplotami a v korozivním prostředí. EGR ventily většinou nepřežijí bez nějakého servisního zásahu 200.000km. U některých aut je to kolorit stejně jako váhy vzduchu u motorů TDi, zejména se to týká francouzských HDi, jejichž majitelé si pak stěžují, že jim to nejede a hulí. Někdy se také tvrdí, že EGR zvyšuje kyselost motorového oleje a tím zvyšuje jeho korozní účinek, těžko říci - žádnou relevantní studii na toto téma jsem nenalezl. Nabízí se samozřejmě otázka, zda přínosy ze snížení emisí NOx skrze EGR vyvážily negativa z degradace stavu motoru dlouhodobým vlivem propojení záchodu s dřezem.
Neplatí lidová teorie, že EGR je tam proto, aby se spálily případné zbytky paliva při nedokonalém spalování. I když u některých předkomůrkových dieselů a vyčvachtaných "snů českých rodin" s mrtvým turbem a víkem kufru celým zčernalým od toho fofru nastává tato funkce tak nějak spontánně.
Hardware
Rozlišujeme EGR interní a externí.
Interní EGR je realizováno tak, že výfukové ventily jsou ještě otevřené, když se začne píst pohybovat dolů. Někdy se tomu také říká překřížení ventilů. Předpokladem je, že výfukové a sací ventily mají každý svoji vačkovou hřídel. Na ovládané vačkové hřídeli je variátor, který umožňuje řídit, kolik EGR plynů tam půjde.
Externí systém je častější, přesnější, lépe řiditelný, ale také komplikovanější. V hlavě válců je proveden kanál propojující výfukový kanál (některého z válců) s přírubou na EGR ventil, který otevírá nebo zavírá recirkulační okruh. Z ventilu vede trubka zpět do sání, nejčastěji opatřená nějakým chladičem, buď vzduchovým nebo vodním. Někdy je tento systém kompletně skryt v sání a není zvenčí vidět. Úplně nejprimitivnější EGR ventil byl takový jako kužel z tvrdokovu zasouvaný do trubky pneumaticky podtlakem ze sání. Když byl kužel zasunutý, trubka byla ucpaná. Fungovalo to autoregulací podle podtlaku za sání, vyřazení ve volnoběhu zajišťoval jednoduchý odpojovač.
Jenže ekologický matrix se prohluboval a tak bylo třeba vymýšlet čím dál tím rafinovanější systémy. Kalifornie je mistrem ve vyslovování regulací a podle kalifornské normy z roku 1994 musejí být všechny systémy ovlivňující exhalace elektronicky monitorovány po celou dobu běhu motoru. Jako první se objevilo hlídání polohy ventilu, kdy ECU motoru zjišťovala, zda akční člen ventilu dosáhl krajní polohy. Současná podoba vyspělého EGR ventilu je taková, že ventil je proporcionální, ovládaný servomotorem, který je řízen z ECU motoru, má hlídání polohy skrze potenciometr v motorku a ještě navíc je funkce systému monitorována nadřazeným řízením motoru pomocí různých senzorů.
Nejčastější je monitorování systému skrze teplotu spalin. Za EGR ventilem je snímač teploty. Využívá se faktu, že výfukové plyny jsou teplejší než okolí. Teplota v ve vratném nebo sacím potrubí musí být vyšší než okolní o řádově desítky stupňů, jinak je zapsána do řídící jednotky chyba. Teplotní senzor je buď přímo na potrubí vedoucím z EGR ventilu, nebo na sacím potrubí. Druhý monitorovací systém využívá tlaku v sacím potrubí a toho, že přetlak ve výfuku musí při funkčním EGR vyvolavát zvýšení tlaku v sání, který je měřen senzorem MAP (manifold absolute pressure).
Problems
EGR je zpravidla aktivní až po zahřátí motoru a je vypnuté při volnoběhu a plné zátěži. Pokud ekologický udělátor selže, motor má hrubý chod na volnoběh a nepěkně se chová při akceleraci, například popojíždění v zácpě ve problém (ventil je bloknutý v poloze "otevřeno"), může také dojít ke střílení do výfuku nebo do sání, protože se hoření zpomalí natolik, že jej píst předběhne. EOBD při zjištění problému vytváří chybové kódy P0401 - P0409, to se projeví signalizací na palubní desce. Auto s vadným EGR systémem má zpravidla problémy na testu emisí - HC a NOx.
EGR deletion
Odstraněním EGR systému myslím to, že sám výrobce do motoru EGR nenamontuje. Jak bylo zmíněno, u vznětových motorů sice umožňuje EGR snížení produkce NOx, ale současně způsobuje problémy s tvorbou částic. Nabízí se proto možnost EGR tam vůbec nenamontovat a používat systémy k zachycování NOx přímo ve výfuku, jako např. vstřikování močoviny. To by mohlo zásadně zlepšit ekonomiku motoru a jeho ekologické parametry.
EGR disable
U systémů bez kontroly polohy i funkce je vyřazení EGR ventilu snadné. Protože je ventil zpravidla ovládán pneumaticky, stačí vyhledat jeho podtlakovou hadičku a vhodně ji zaslepit, například ložiskovou kuličkou.
U systémů, kde je kontrolována poloha ventilu skrze ECU motoru, je třeba najít jiný workaround. Jaký přesně, to záleží na konstrukci ventilu. Moderní ventily mají servomotorek ovládající něco jako miniaturní škrtící klapku, v motorku je potenciometr. Motorek lze od ventilu oddělit, takže bude vrčet někde opodál a potenciometr bude poskytovat korektní hodnoty. Pokud to není tak snadné, pak se nabízí možnost ucpat vývod z EGR ventilu tak, aby sice ventil ventiloval, ale dál za něj už nic nešlo. Například vrazit do trubky vedoucí od ventilu k sání nějaký uzávěr - kuličku, zátku, šroub... Další možností, pro ventily integrované do hlavy válců, je výroba těsnění, ve kterém není díra pro výstup z ventilu. Změna by každopádně měla být reverzibilní, pro případ problému s emisním testem.
Pokud má systém kontrolu polohy ventilu i funkce, pak je hardwarové hacknutí z pohledu běžného uživatele nemožné. Je třeba se soustředit na hledání jiných cest, například adaptaci dat v řídící jednotce. U některých starších motorů TDI od VW lze potlačení EGR funkce provést "neinvazivně" nastavením nových hodnot například programem VAG-COM, stav u těch novějších mi není znám. Uživatelé, co to provedli, konstatují, že ten jejich krám získal víc power (pokud to u třináct let starého TDička vůbec lze) a sporadicky se objevovala chyba údaje MAP senzoru a odpojovalo se turbo, protože tlak v sání překročil 2,4 baru. Takovej to byl hukot.
Pochybuji ovšem, že u zážehového motoru disablování EGR nečemu výrazně prospěje. Někdy se ani sami výrobci těchto motorů netají tím, že tam EGR mají, jen aby ho tam měli, protože ho tam konkurence má a systém je aktivní v menším rozsahu. Mezi přínosy případného vypojení lze počítat menší zanášení sacího potrubí a delší životnost prvků na něm (teplotní a tlakový senzor, škrtící klapka, různé mechanismy stavění délky a průměru apod.), ale to alespoň u benzínového motoru nevyváží negativa. Zanášení sání není nijak drastické, když pomineme ten problém, že vyústění EGR je zpravidla někde poblíž škrtící klapky a tu to zasere jako první.
Populární je tato úprava na vznětových přeplňovaných motorech. Na druhou stranu pouhým odpojením nehozí poškození motoru (když zanedbáme primární škody při odpojovacích aktivitách). Pro majitele turbodieselů mám však jinou kruciální mesič - kupte si normální auto a nebudete na traktůrku muset nic odpojovat.
Tolik tedy o jedné opičárně, kterou mají mnozí z nás v autech a ani o tom nevědí.
Zdroj http://www.dfens-cz.com/.
Na základě dotazu přináším pár informací ohledně likvidace jedné ekologické fíčury ve vašem voze. Úvodem podotýkám, že toto není návod, pouze povšechná informace, a pokud se někdo na základě ní pokusí modifikovat svoje vozidlo, je to jen jeho problém. Také předesílám, že závěrem tohoto článku bude EGR neodpojovat.
Princip
EGR (exhaust gas recirculation) je proces v moderním spalovacím motoru (zážehovém i vznětovém), při kterém je část výfukových plynů přiváděna zpět do sání a účastní se opět procesu spalování. Spalování se tak neúčastní pouze vzduch a palivo, ale také tato inertní složka. Pro lepší představu, je to jako propojit odtok ze záchoda s přítokem do kuchyňského dřezu.
U zážehového motoru je zpětně přivávěno asi 10% obsahu válce. Dodatečně přivedená inertní složka snižuje celkovou tepelnou kapacitu obsahu válce a tím snižuje teplotu spalování. a to snižuje produkci NOx (NOx typicky vznikají při teplotě spalování nad 2500°C). Snížením teploty spalování můžeme zamezit klepání a nastavit větší předstih (zvýšení účinnosti). Protože část tepla "schováme" do zahřátí inertní složky, může výrobce motor navrhnout tak, aby se stěny válců a hlava ohřívaly více (narozdíl od oldschool přístupu, kdy to celé bylo navrženo tak, aby teplo bylo nejvíce odváděno mimo spalovací prostor) a tím zvyšovat efektivitu celého motoru, protože zůstane více tepla akumulovaného pro expanzní fázi. Další profit u zážehového motoru plyne z toho, že na získání stejného výkonu musíme více šlápnout na plyn, takže škrtící klapka je více otevřena a snižují se pneumatické ztráty v sacím potrubí. U vznětového motoru je zpětně příváděno až 50% a u nich nahrazuje inertní složka vzduch (diesely pracují vždy s přebytkem vzduchu, kromě případů, kdy je motor uměle "přidušen" kvůli vypalování DPF) a zanikají i výhody z minimalizace pneumatických ztrát.
Nevýhodou u zážehového motoru je ztráta výkonu (klesá objem práce, kterou můžeme "vytáhnout" z pístu), proto je EGR neaktivní při plném plynu. Další nevýhodou je, že s rostoucím procentem EGR klesá rovnoměrnost hoření - lidově řečeno, nepovede se všechny složky tak hezky smíchat, aby nevznikly "ostrůvky", které vyvolají nesouvislé hoření. To se projeví hrubým chodem motoru a vibracemi. Benzínové auto s vadným EGR má někdy zvuk jako TDičko v bezvadné kondici. U dieselu vznikají další problémy - plyny přiváděné zpět do sání je nutné chladit. Protože je záchod propojen s dřezem, dostává se do dřezu to, co bylo předtím v záchodě, motor produkuje více sazí, které je nutno zachycovat v částicovém filtru. Jenže částicový filtr potřebuje pro svoji funkci vzduch a palivo, aby mohl saze vypálit - jsou to vlastně taková kamna, ve kterých se z velkých kusů uhlí dělají malé kusy uhlí - a když mu část vzduchu sebereme přidáním inertní složky, sebereme mu část funkce.
Další okruh problémů plyne z funkce EGR komponent. Výfukové plyny obsahují částečky uhlíku, ty dříve nebo později zaserou součásti EGR systému. Do sání je vyvedeno odvětrání klikové skříně, směs částeček z EGR spolu s olejovými výpary vytvoří něco jako asfalt a ten zalepí sání a všechny mechanismy v něm včetně škrtící klapky, redukuje průřez kanálů a krade výkon. Někdy to zabalí ty komponenty samy o sobě, protože jsou zatíženy velkými teplotami a v korozivním prostředí. EGR ventily většinou nepřežijí bez nějakého servisního zásahu 200.000km. U některých aut je to kolorit stejně jako váhy vzduchu u motorů TDi, zejména se to týká francouzských HDi, jejichž majitelé si pak stěžují, že jim to nejede a hulí. Někdy se také tvrdí, že EGR zvyšuje kyselost motorového oleje a tím zvyšuje jeho korozní účinek, těžko říci - žádnou relevantní studii na toto téma jsem nenalezl. Nabízí se samozřejmě otázka, zda přínosy ze snížení emisí NOx skrze EGR vyvážily negativa z degradace stavu motoru dlouhodobým vlivem propojení záchodu s dřezem.
Neplatí lidová teorie, že EGR je tam proto, aby se spálily případné zbytky paliva při nedokonalém spalování. I když u některých předkomůrkových dieselů a vyčvachtaných "snů českých rodin" s mrtvým turbem a víkem kufru celým zčernalým od toho fofru nastává tato funkce tak nějak spontánně.
Hardware
Rozlišujeme EGR interní a externí.
Interní EGR je realizováno tak, že výfukové ventily jsou ještě otevřené, když se začne píst pohybovat dolů. Někdy se tomu také říká překřížení ventilů. Předpokladem je, že výfukové a sací ventily mají každý svoji vačkovou hřídel. Na ovládané vačkové hřídeli je variátor, který umožňuje řídit, kolik EGR plynů tam půjde.
Externí systém je častější, přesnější, lépe řiditelný, ale také komplikovanější. V hlavě válců je proveden kanál propojující výfukový kanál (některého z válců) s přírubou na EGR ventil, který otevírá nebo zavírá recirkulační okruh. Z ventilu vede trubka zpět do sání, nejčastěji opatřená nějakým chladičem, buď vzduchovým nebo vodním. Někdy je tento systém kompletně skryt v sání a není zvenčí vidět. Úplně nejprimitivnější EGR ventil byl takový jako kužel z tvrdokovu zasouvaný do trubky pneumaticky podtlakem ze sání. Když byl kužel zasunutý, trubka byla ucpaná. Fungovalo to autoregulací podle podtlaku za sání, vyřazení ve volnoběhu zajišťoval jednoduchý odpojovač.
Jenže ekologický matrix se prohluboval a tak bylo třeba vymýšlet čím dál tím rafinovanější systémy. Kalifornie je mistrem ve vyslovování regulací a podle kalifornské normy z roku 1994 musejí být všechny systémy ovlivňující exhalace elektronicky monitorovány po celou dobu běhu motoru. Jako první se objevilo hlídání polohy ventilu, kdy ECU motoru zjišťovala, zda akční člen ventilu dosáhl krajní polohy. Současná podoba vyspělého EGR ventilu je taková, že ventil je proporcionální, ovládaný servomotorem, který je řízen z ECU motoru, má hlídání polohy skrze potenciometr v motorku a ještě navíc je funkce systému monitorována nadřazeným řízením motoru pomocí různých senzorů.
Nejčastější je monitorování systému skrze teplotu spalin. Za EGR ventilem je snímač teploty. Využívá se faktu, že výfukové plyny jsou teplejší než okolí. Teplota v ve vratném nebo sacím potrubí musí být vyšší než okolní o řádově desítky stupňů, jinak je zapsána do řídící jednotky chyba. Teplotní senzor je buď přímo na potrubí vedoucím z EGR ventilu, nebo na sacím potrubí. Druhý monitorovací systém využívá tlaku v sacím potrubí a toho, že přetlak ve výfuku musí při funkčním EGR vyvolavát zvýšení tlaku v sání, který je měřen senzorem MAP (manifold absolute pressure).
Problems
EGR je zpravidla aktivní až po zahřátí motoru a je vypnuté při volnoběhu a plné zátěži. Pokud ekologický udělátor selže, motor má hrubý chod na volnoběh a nepěkně se chová při akceleraci, například popojíždění v zácpě ve problém (ventil je bloknutý v poloze "otevřeno"), může také dojít ke střílení do výfuku nebo do sání, protože se hoření zpomalí natolik, že jej píst předběhne. EOBD při zjištění problému vytváří chybové kódy P0401 - P0409, to se projeví signalizací na palubní desce. Auto s vadným EGR systémem má zpravidla problémy na testu emisí - HC a NOx.
EGR deletion
Odstraněním EGR systému myslím to, že sám výrobce do motoru EGR nenamontuje. Jak bylo zmíněno, u vznětových motorů sice umožňuje EGR snížení produkce NOx, ale současně způsobuje problémy s tvorbou částic. Nabízí se proto možnost EGR tam vůbec nenamontovat a používat systémy k zachycování NOx přímo ve výfuku, jako např. vstřikování močoviny. To by mohlo zásadně zlepšit ekonomiku motoru a jeho ekologické parametry.
EGR disable
U systémů bez kontroly polohy i funkce je vyřazení EGR ventilu snadné. Protože je ventil zpravidla ovládán pneumaticky, stačí vyhledat jeho podtlakovou hadičku a vhodně ji zaslepit, například ložiskovou kuličkou.
U systémů, kde je kontrolována poloha ventilu skrze ECU motoru, je třeba najít jiný workaround. Jaký přesně, to záleží na konstrukci ventilu. Moderní ventily mají servomotorek ovládající něco jako miniaturní škrtící klapku, v motorku je potenciometr. Motorek lze od ventilu oddělit, takže bude vrčet někde opodál a potenciometr bude poskytovat korektní hodnoty. Pokud to není tak snadné, pak se nabízí možnost ucpat vývod z EGR ventilu tak, aby sice ventil ventiloval, ale dál za něj už nic nešlo. Například vrazit do trubky vedoucí od ventilu k sání nějaký uzávěr - kuličku, zátku, šroub... Další možností, pro ventily integrované do hlavy válců, je výroba těsnění, ve kterém není díra pro výstup z ventilu. Změna by každopádně měla být reverzibilní, pro případ problému s emisním testem.
Pokud má systém kontrolu polohy ventilu i funkce, pak je hardwarové hacknutí z pohledu běžného uživatele nemožné. Je třeba se soustředit na hledání jiných cest, například adaptaci dat v řídící jednotce. U některých starších motorů TDI od VW lze potlačení EGR funkce provést "neinvazivně" nastavením nových hodnot například programem VAG-COM, stav u těch novějších mi není znám. Uživatelé, co to provedli, konstatují, že ten jejich krám získal víc power (pokud to u třináct let starého TDička vůbec lze) a sporadicky se objevovala chyba údaje MAP senzoru a odpojovalo se turbo, protože tlak v sání překročil 2,4 baru. Takovej to byl hukot.
Pochybuji ovšem, že u zážehového motoru disablování EGR nečemu výrazně prospěje. Někdy se ani sami výrobci těchto motorů netají tím, že tam EGR mají, jen aby ho tam měli, protože ho tam konkurence má a systém je aktivní v menším rozsahu. Mezi přínosy případného vypojení lze počítat menší zanášení sacího potrubí a delší životnost prvků na něm (teplotní a tlakový senzor, škrtící klapka, různé mechanismy stavění délky a průměru apod.), ale to alespoň u benzínového motoru nevyváží negativa. Zanášení sání není nijak drastické, když pomineme ten problém, že vyústění EGR je zpravidla někde poblíž škrtící klapky a tu to zasere jako první.
Populární je tato úprava na vznětových přeplňovaných motorech. Na druhou stranu pouhým odpojením nehozí poškození motoru (když zanedbáme primární škody při odpojovacích aktivitách). Pro majitele turbodieselů mám však jinou kruciální mesič - kupte si normální auto a nebudete na traktůrku muset nic odpojovat.
Tolik tedy o jedné opičárně, kterou mají mnozí z nás v autech a ani o tom nevědí.
