Система рециркуляции отработавших газов (ЕГР) бензиновых двигателей Land Rover
Из данной статьи Вы узнаете для чего нужен ЕГР на бензиновых двигателях, как он работает, некоторые его нюансы и особенности. Функционал и задачи системы ЕГР разительно отличается на дизельных и бензиновых двигателях. Про систему рециркуляции отработавших газов (ЕГР) дизельных двигателей мы писали в отдельной статье на нашем сайте «Система рециркуляции отработавших газов (ЕГР) дизельных двигателей Land Rover».
Нужен ли вообще ЕГР на бензиновом моторе и для чего? Полезен он для двигателя или вреден? Какая польза от ЕГР бензиновому двигателю? Обратимся к истории автомобилестроения и моторостроения. Первые ЕГР на бензиновых двигателях в Америке появились в 60-е годы. Думал ли тогда кто-нибудь об экологии? Аналогично с отечественными автомобилями. Все, наверное, более-менее знакомы с автомобилями «Волга» и «Газель», с двигателями ЗМЗ-402 и карбюратором К-151. Там присутствовал ЕГР с завода. Ни о какой экологии тогда не шла речь. Карбюраторная «Волга» образца 70-х годов, Советский Союз и ЕГР. Парадоксально?
ЕГР на бензиновом двигателе конечно некоторым образом относится к экологии, но появился он вовсе не ради экологии. Основная задача системы ЕГР на бензиновом двигателе – это снижение температуры в камере сгорания. Если часть кислорода заместить отработавшими газами, то температура в камере сгорания неминуемо упадет. Здесь многие скажут, что ведь выхлопные газы на уровне выпускного коллектора горячие, порядка 800-900 градусов. Да, для человека горячие, а для того, что творится в камере сгорания они в общем-то достаточно холодные, да еще и по пути успевают остыть.
Система ЕГР на большинстве современных бензиновых двигателях становится активной только при определенных условиях. Первое условие, температура антифриза должна быть более 35 градусов. В принципе это логично, бензиновый мотор на низких температурах работает и так достаточно нестабильно, требует и смесь побогаче, кстати с богатой смесью температура ниже опять в камере сгорания, и добавлять ему нестабильности открытием клапана ЕГР, наверное, как-то не очень логично.
Второе условие, температура воздуха на впуске опять-таки должна быть больше 35 градусов. В принципе все то же самое, бензиновый двигатель в отличие от дизеля может комфортно работать в очень узком температурном диапазоне, и по антифризу, и по воздуху. Чуть больше, чуть меньше, начинается детонация, начинается неравномерная работа и прочие гадости.
Третье условие, двигатель не находится в режиме отключения подачи топлива. Когда этот режим включается и что это за режим? Вернемся к советским автомобилям с системой ЭПХХ (экономайзер принудительного холостого хода), когда двигатель вращается трансмиссией. Когда Вы тормозите двигателем, в это время топливоподача отключается. Нам надо снизить скорость, снизить обороты и один из самых простых и быстрых способов – это отключить подачу топлива в цилиндры. В этом случае часто задают вопрос: А если автомат? Да, автомат и что? Во-первых, можно заблокировать трансформатор и какое-то время коробка будет также продолжать вращать двигатель. Во-вторых, если мы, особенно, говорим о автомобилях Ягуар и Ленд Ровер, где все-таки используются много цилиндровые двигатели, не обязательно отключать топливо разом во все цилиндры, а можно отключать в нескольких по очереди. Тем самым двигатель будет замедляться интенсивнее, т.к. у него нет вспышки в нескольких цилиндрах, практически пропуски. Почему в этом режиме отключается ЕГР? Об этом написано выше, двигатель и без того не стабильно работает, и какой смысл ему еще добавлять выхлопные газы на впуск в камеру сгорания. На холостом ходу у него никакого запаса по крутящему моменту нет, зачем его и так ослаблять.
Четвертое условие, ЕГР после запуска двигателя не открывается первые 5 секунд. Речь идет о рестарте горячего двигателя. Этому у нас на сайте посвящена отдельная статья «Системы управления двигателем». Все современные системы управления двигателем оперирует не расходом воздуха, не нажатием на педаль водителем, а они оперируют одним-единственным понятием - крутящий момент. Крутящий момент, который вырабатывает двигатель, крутящий момент, который попросил водитель от двигателя и другие системы могут попросить. Откуда взялось 5 секунд? После запуска рассчитать корректно крутящий момент фактический и запрошенный тяжело. Проходит порядка 5-6 секунд прежде чем блок управления двигателем из старой стратегии расчета всего по воздуху переходит в моментную модель. Именно поэтому в течение первых 5 секунд он может работать несколько не стабильнее, и с забросом оборотов тот же самый прогрев катализаторов. Первые 5 секунд ЕГР не открывается для того, чтобы максимально стабильно все работало. Дальше, когда двигатель уходит в регулировку крутящего момента ЕГР уже может открываться.
Пятое условие, при оборотах двигателя выше 4000 об/мин – ЕГР закрыт. Почему выше 4000 об/мин? Вам от двигателя требуется максимальная мощность, когда обороты уже выше 4000 об/мин. Вы нажали педаль в пол и 4.2 SC или 4.4 AJ V8 Вас весело тащат вперед. Если в данном случае добавить выхлопные газы, то мощность двигателя неминуемо упадет, а Вам она нужна максимальной. Поэтому ЕГР закрыт и как можно больше воздуха стараемся впихнуть в цилиндры, неважно атмосферного или наддувочного воздуха. Управляется все это дело отдельным клапаном. Клапан сам по себе механический, блок управления двигателем рассчитывает на сколько его надо открыть, чтобы получить заданный поток в цилиндры.
А может ли быть система ЕГР без клапанов? Может, с помощью муфт, так называемый internal egr (встроенный ЕГР). Регулировкой перекрытия распредвалов можно добиться ухудшения продувки цилиндров на такте выпуска. Если такое сделать, то часть отработавших газов останется в цилиндре. Можно ли назвать это системой ЕГР? Конечно можно. Какая разница, еще раз повторимся, впустим мы газы по обходному каналу из выпуска на впуск или просто оставим их цилиндре. От перемены мест, слагаемых сумма не меняется.
Основной диапазон работы клапана ЕГР вне холостого хода, не под нагрузкой, прогретый двигатель, т.е. режимы так называемой частичной нагрузки. В городе у очень многих людей ЕГР может не открываться в принципе, особенно у тех, кто исповедует два положения педали (холостые обороты и в пол).
Какова задача ЕГР, помимо экологии? Экология опять сделаем отсылку к статье на нашем сайте про дизельные двигатели - это снижение выброса NOx со всеми вытекающими, но мы вспоминаем, что ЕГР появился на бензиновых моторах задолго до того, как экология вообще появилась. Основная задача клапана как уже говорилось выше – это снижение температуры. Самый большой нагрев происходит в режиме частичных нагрузок в камере сгорания. На холостом ходу там горит настолько мало смеси, что говорить о каком-то серьезном нагреве современного мотора смешно. Уже доходит до того, что современные бензиновые двигатели приобрели дизельную болезнь под названием «попробуй на холостых прогреть», т.е. КПД мотора настолько высок, что на холостом, если не остывает уже хорошо. Не работает клапан ЕГР в режиме максимальной нагрузки. Когда у Вас максимальная нагрузка, то там заливается столько топлива в цилиндры, что она достаточно хорошо все охлаждает испаряясь. А вот в режимах средней нагрузки, и топливо уже побольше, и температура растёт, и смесь бедная, которое тоже в угоду экологии бедное, которая выступает источником нагрева. Перепуская ЕГР в цилиндры Вы снижаете нагрев в камере сгорания.
Неоднократно доводилось видеть, что человек бездумно отключил ЕГР на бензиновом двигателе. Год ездил по городу, все было замечательно, никаких неисправностей. Поехал в отпуск, где-то на трассе встал на круиз-контроль, через час примерно езды на круиз-контроле получил сначала пропуски по зажиганию, потом сизый дым и все остальное. Почему так произошло? Он работал на круиз-контроля долго в режимах частичной нагрузки, когда по идеи и по логике ЕГР должен быть открытым, а ЕГР отсутствовал. Температура в камере сгорания нарастала-нарастала и в какой-то момент один или несколько поршней просто оплавились и получилась печаль.
Если говорить об отключении клапана ЕГР, но это возможно только на внешнем клапане, на internal egr Вы его в принципе отключить не можете никак, если говорить об отключении, то при отключении обязательно надо править карты топлива, карты зажигания и сделать это не так просто поскольку надо постоянно мониторить температуру в камере сгорания, а это не простая задача. Это первая полезная функция ЕГР и собственно почему американцы и наши этот ЕГР ввели задолго до того, как нормы экологии вообще появились.
Вторая задача ЕГР – это повышение КПД двигателя, особенно, атмосферного. За счет чего? Бензиновый двигатель внутреннего сгорания по своей сути является огромным насосом, который перекачивает воздух. Его задача сначала всосать воздух, потом сжать этот воздух, затем выплюнуть то, что получилось. Одна из основных потерь при работе двигателя, потерь КПД – это насосные потери, если мы говорим особенно об атмосферном. Для того, чтобы ему всосать воздух через впускной коллектор, воздушный фильтр, всю систему впуска приходится приложить некоторое усилие. А если объём воздуха, который ему необходимо всосать уменьшить? Выхлопные газы имеют относительно атмосферы давление более высокое и в цилиндры они попадают легче, чем всасывать воздух. Часть воздуха они замещают, можно ли говорить о том, что КПД двигателя вырастет? Теоретически да, мы де-факто можем сказать о том, что при открытом клапане ЕГР рабочий объем двигателя уменьшается. Чем меньше объем, тем проще всосать воздух и его сжать.
Это основная задача, благодаря, которой появился ЕГР на бензиновых двигателях в советское время и у американцев. Мы недаром делали отсылку к волге ЗМЗ-402, кто имел опыт могли убедиться самостоятельно в этом. Некоторые отключали этот клапан. Зачем он нужен, да он во впуск гадит и получали очень интересный эффект на переходных режимах, особенно, при легком нажатии на педаль двигатель становился тупее. Он лучше работал на холостом ходу, но клапан ЕГР с вакуумным управлением, который там стоял не самое совершенное создание. Он может быть чуть лучше работал наверху, но в середине он становился грустным и унылым, и все можно было вернуть только, либо радикально перенастроив систему питания и систему зажигания, либо вернув на место этот самый клапан.
Подводя итог, клапан ЕГР на бензиновом двигателе, как и на дизельном - это вещь крайне необходимая и служащая далеко не только для снижения выбросов, как принято считать. На современных двигателях достаточно мало вещей, которые служат только в угоду экологии и их можно сосчитать на пальцах. У большинства систем, которые предусмотрены есть функциональная задача помогать двигателю работать и бездумное удаление каких-то вещей скорее способна двигателю навредить, чем облегчить жизнь. Современные двигатели уже дошли до того предела - это касается и дизеля, и бензина, когда что-то в них изменять физически только его портить. Весь нынешний тюнинг зачастую заключается только в изменениях программного обеспечения, и очень так нетривиально.
Какая температура в камере сгорания является нормальной? Вкратце все, что свыше 1100 градусов – это совсем все плохо. Если стоит поршневая кованая, то 1200 градусов вообще предел, если литая – 1100 градусов. Выхлопные газы на пике около 900 градусов, т.е. они все-таки реально сбрасывают температуру, но это ключевой момент на пике. Если мы говорим о режимах средней нагрузки, то они приблизительно 700 градусов. Для мотора с литой поршневой 1100 градусов уже страшно, 1200 градусов может выдержать ковка, но и то мы бы не стали доводить до этих цифр. На современном моторе в камере сгорания, когда не пиковая нагрузка, не бедная смесь, нормальной считается температура 900-950 градусов, до 1000 градусов доходит редко.
Собственно, те, кто пытаются получить максимальную мощность от бензинового двигателя в какой-то момент приходят к тому, что в цилиндры надо лить воду. Старый добрый радикальный метод снижения температуры.
Подведя итог, для чего нужен ЕГР на бензиновом двигателе? Первое, экология, все про это знают. Второе, для снижения температуры в камере сгорания в режимах частичной нагрузки. Миф о том, что ЕГР наносит вред и снижает мощность не имеет под собой никакого обоснования с точки зрения работы двигателя. На режимах максимальной мощности ЕГР закрыт, на режимах средней нагрузки ЕГР фактически увеличивает КПД двигателя и сохраняет ту же самую мощность несмотря на то, что воздуха горит меньше благодаря тому, что снижает насосные потери на расход воздуха, повышая тем самым КПД.
Отключать ЕГР на бензиновом моторе настолько же плохая идея как отключать его на дизельном. Хотя задачи и функционал ЕГР на бензином и дизельном двигателе несколько отличаются, но в итоге эта система и там, и там нужная, и важная.
Система рециркуляции отработавших газов (ЕГР) дизельных двигателей Land Rover
Из данной статьи Вы узнаете зачем нужен ЕГР и последствия его отключения
Система зарядки Jaguar Land Rover
Из данной статьи Вы узнаете про энергоснабжение автомобилей Land Rover
Генератор и аккумулятор на Land Rover и Range Rover
Из данной статьи Вы узнаете, что важно знать про генератор и аккумулятор
Защита Рендж Ровер и Ленд Ровер от угона
Из этой статьи Вы узнаете об эффективном способе защиты от угона
Если у Вас есть какие-то вопросы или Вы хотите просто получить какую-то консультацию, то Вы можете нам позвонить +7 (495) 374-50-67, написать свой вопрос в группе в контакте https://vk.com/lrwestmsc или в инстаграме @lrwest.msc или просто подъедте к нам в сервис LR-WEST. За это платить не надо!!!!! Мы с радостью Вам поможем.
