Клапан рециркуляции выхлопных газов (EGR), пожалуй, одна из самых неправильно понятых деталей, встречающихся под капотом современного автомобиля. Разработанный, чтобы помочь управлять загрязнением, это, наряду с клапаном PCV, способствовало очистке воздуха в и вокруг городов. Но чтобы понять, что он делает, вы должны сначала понять несколько вещей о том, как топливо сгорает внутри двигателя.
Содержание
Основные принципы автомобильного сгорания
Бензиновые двигатели работают, смешивая топливо с воздухом, сжимая его внутри цилиндра и зажигая его свечой зажигания. В идеале бензин сжигает кислород. Но воздух содержит 70 процентов азота и имеет следы других газов. Азот довольно инертен и не любит сочетаться с бензином. Но когда температура в камере сгорания поднимается, азот с большей вероятностью соединяется с кислородом и образует закиси азота, также известные как NOx. Закиси азота являются основным компонентом загрязнения воздуха в городах. Бензин также лучше всего горит при сочетании с воздухом в соотношении 14,7 воздуха к 1 топливу. Но более узкие комбинации улучшают экономию топлива. Проблема в том, что при сгорании бензина он имеет тенденцию стучать. Стук значительно снижает тепловой КПД и может привести к повреждению двигателя, если его продолжить. Хотя существуют практические ограничения в отношении того, насколько обедненный двигатель может работать, он может быть несколько улучшен при более низких температурах камеры сгорания. Снижение температуры в камере сгорания снижает загрязнение и улучшает экономию топлива. Производительность будет несколько принесена в жертву, но это необходимая цена за качество воздуха.
Температура камеры сгорания
Есть два способа снизить температуру в камере сгорания. Во-первых, чтобы уменьшить степень сжатия. Степень сжатия – это степень сжатия, обеспечиваемая цилиндром. Но значительное снижение этого коэффициента до менее чем 8: 1 или около того резко снижает как производительность, так и эффективность. Другой способ снизить температуру в камере сгорания – добавить что-то инертное к топливовоздушной заправке. То, что не сгорит. К счастью, каждый легковой и грузовой автомобиль имеет готовый запас инертного газа – выхлопных газов. Удивительно, что добавление выхлопных газов к загрузке воздуха на входе фактически снижает максимальную температуру камеры сгорания. Это кажется нелогичным, так как выхлоп горячий. Однако, когда он выходит из цилиндра, он холоднее, чем максимальная температура в камере сгорания. Таким образом, закачивая его обратно в камеру сгорания, он не будет снова гореть и поглощать тепло.
Клапан EGR
EGR обозначает рециркуляцию выхлопных газов. Клапан направляет небольшую часть выхлопных газов обратно во впускной воздушный заряд и понижает максимальную температуру горения топлива. Клапан следит за тем, чтобы система рециркуляции выхлопных газов была отключена на холостом ходу, где это привело бы к неустойчивому и скачкообразному холостому ходу, а также на пиковой мощности, поскольку добавление выхлопных газов отнимает мощность у двигателя.
Другие преимущества
Помимо уменьшения загрязнения и снижения температуры в камере сгорания, рециркуляция выхлопных газов также приводит к снижению насосных потерь. Потери накачки – это работа, которую должен выполнить двигатель, чтобы прокачать воздух на входе через дроссельную заслонку. Так как EGR снижает мощность, дроссель должен открываться шире, чтобы дать желаемую мощность, а это означает, что отверстие дросселя шире, чтобы двигателю не приходилось работать с такой интенсивностью, чтобы вдыхать воздух. Кроме того, при более низкой температуре камеры сгорания меньше происходит потеря тепла на металлические стенки цилиндра, поршня и головки цилиндра, так что большее внутреннее тепло сохраняется для преобразования в механическую работу.
История EGR
Первые системы EGR в начале 1970-х годов работали строго в вакууме коллектора. Они оказали огромное влияние на производительность, управляемость и надежность. Многие владельцы просто снимали их и модифицировали карбюраторы, чтобы не допустить бега в постном режиме. Чуть позже в системы были добавлены электронные средства управления, которые повысили как производительность, так и надежность, но проблемы не исчезли, и системы, в соответствии с федеральным законом, были непопулярны среди водителей. Некоторые иностранные производители решили сделать свои двигатели очень маленькими и, поскольку они производили так мало выхлопных газов, смогли полностью устранить систему EGR. Этот шаг помог им закрепиться на американском рынке. Однако система продолжала развиваться и в сочетании с современными компьютеризированными системами управления двигателем никак не влияла на ходовые качества и фактически обеспечивала значительные преимущества как в борьбе с загрязнением, так и в улучшении экономии топлива.
Написать комментарий