Glavno gonilo povečanja učinkovitosti in znižanja škodljivih izpustov ter v splošnem razvoja motorjev z notranjim izgorevanjem je brez dvoma vpeljava okoljevarstvenih norm v Evropi poznanih pod imenom EURO, ki proizvajalcem vozil narekujejo najvišjo stopnjo emisij, ki jih lahko motorji v njihovih vozilih še proizvedejo. Z vpeljavo vedno strožjih norm se povečuje stopnja kompleksnosti zgradbe motorjev, predvsem zaradi zagotavljanja nižje porabe goriva in izboljšanja kakovosti zgorevanja, saj te dva elementa neposredno določata količino emisij motorja.
Vsaka izmed EURO norm je v posamezno družino motorjev pripeljala določene rešitve/koncepte katere so bile skupne bolj ali manj vsem proizvajalcem (katalizator, lambda sonda, DPF filter, AdBlue,…). Ena izmed takšnih rešitev je tudi ti. EGR oziroma EGR ventil, ki je postal sestavni del tako bencinskih kot dizelskih motorjev z notranjim zgorevanjem po vpeljavi norme EURO 3. Ker predstavlja EGR ventil pri velikem številu vozil vir okvar, visokih stroškov in negodovanja lastnikov smo za vas pri AvtoNasvetih v sodelovanju s podjetjema ADEL Avtodeli in vodilnim proizvajalcem EGR ventilov Valeo pripravili članek na temo delovanja, simptomov in vzrokov okvar ter podali smernice za sprotno vzdrževanje oziroma popravila EGR ventila.
Kaj je, kako deluje in čemu služi EGR ventil?
V motorjih z notranjem zgorevanjem so stranski produkti zgorevanja fosilnih goriv bolj ali manj škodljive emisije oziroma izpušni plini, ki so preko izpušnega sistema vodeni v okolje. V izpušnih plinih največji delež zmesi predstavlja dušik (71 %) kateremu sledi ogljikov dioksid (18 %) ter voda (9%) ostale 2 % pa so snovi, ki predstavljajo resno grožnjo življenju. Med njih štejemo trdne delce, dušikove okside (NOx), reaktivne ogljikovodike (HC) in ogljikov monoksid (CO). Od vseh škodljivih snovi so bili dušikovi oksidi zaradi njihove močne oksidacijske sposobnosti že zelo zgodaj prepoznani, kot resna grožnja tako okolju kot ljudem.
Z vpeljavo norme EURO 3, ki je diktirala signifikantno zmanjšanje količine dušikovih oksidov v izpuhu motornih vozil, so v motorni industriji problem rešili s povratnim vodenjem oziroma recikliranjem izpušnih plinov v proces ponovnega zgorevanja. Za povratno vodenje izpušnih plinov v svežo zgorevalno zmes so vgradili ventil, ki je danes znan pod imenom EGR – exhaust gas recycling valve, oziroma v prevodu, ventil za reciklažo izpušnih plinov. Rezultat ti. recikliranja izpušnih plinov je doseganje nižje temperature v zgorevalni komori motorja, s čimer se prepreči kemično reakcijo med dušikom in kisikom ter tako omogoči znižati količino dušikovih oksidov za kar 60 %.
Vračanje izpušnih plinov v ponovni zgorevalni proces se vrši tako pri bencinskih, kjer je odstotek vrnjenih plinov med 5 in 25 % kot tudi pri dizelskih motorjih kjer se delež giblje do 50 %.
Posledice vračanja izpušnih plinov v proces zgorevanja
Vgradnja EGR ventila in vzpostavitev vračanja izpušnih plinov v proces ponovnega zgorevanja ima poleg znižanja deleža dušikovih oksidov v izpušnem plinu tudi druge prednosti in slabosti, ki pa se v odvisnosti od tipa motorja (bencinski/dizelski) razlikujejo.
- Bencinski motorji
Pri bencinskih motorjih z vgradnjo EGR ventila doseženo sledeče:
– Znižanje tlačnih izgub motorja
– Znižanje toplotnih izgub motorja
– Bolj homogen zgorevalni proces
– Nabiranje trdnih delcev na ceveh in EGR ventilu
- Dizelski motorji
Pri dizelskih motorjih je z vgradnjo EGR ventila doseženo sledeče:
– Znižanje učinkovitosti zgorevanja in povečanje količine trdnih delcev v izpušnem plinu
– Povečanje mehanske obrabe znotraj cilindrov
– Zniževanje življenjske dobe olja (saje)
– Nalaganje saj (oblog) na ceveh, sesalnem kolektorju in EGR ventilu
Kakšne izvedbe EGR ventila poznamo?
- 1. Generacija: Podtlačni EGR ventil z zunanjim krmilnim ventilom aktivacijskega podtlaka
Za delovanje EGR ventila, ki deluje na principu podtlaka je zadolženo tlačno stikalo in vakuum, ki ga ustvarja motor. Vklop EGR ventila je sproži solenoidno tlačno stikalo, ki se odpre, ko je temperatura motorja dovolj visoka, ter tako omogoči, da se preko tlačne membrane začne EGR ventil odpirati in zapirati v odvisnosti od tlačnih razmer v motorju in izpušnem sistemu. V glavnem velja, da je EGR ventil zaprt v prostem teku, pri pospeševanju ter pri polni obremenitvi, ko bi zaradi odprtosti zmanjševal moč motorja.
- 2. Generacija: EGR ventil z električnim aktuatorjem
Krmiljenje EGR ventila druge generacije je izvedeno z električnim brezstopenjskim aktuatorjem ali stopenjskim elektromotorjem, ki omogoča veliko bolj natančno regulacijo količine povratno vodenih izpušnih plinov saj pri svojem delovanju poleg temperature motorja upošteva še druge parametre delovanja motorja (tlačne razmere, vrednost tipala klenkanja, količina NOx v izpuhu, položaj stopalke za plin, …). Količina povratno vodenih izpušnih plinov določa motorni računalnik, ki na podlagi zgoraj omenjenih parametrov, neprestano nadzoruje stopnjo odprtosti ventila in s tem veliko bolj učinkovito zmanjšuje količino dušikovih oksidov v izpuhu kot je to zmožen EGR ventil s podtlačno regulacijo.
- 3. Generacija: EGR integrirani modul
Pri tretji generaciji se EGR ventil, kot samostojen element, umika ti. EGR integriranim modulom, ki predstavljajo kompaktno zgrajen sistem sestavljen iz elektronsko krmiljenega EGR ventila, povezovalnih cevi, hladilnika izpušnih plinov in lopute za dovod zraka. Tovrstno zgrajeni sistemi omogočajo dosegati višjo stopnjo učinkovitosti in nadzora izpušnih plinov, zato so ob vedno strožjih okoljevarstvenih normah postali nepogrešljiv element sodobnih motorjev z notranjim zgorevanjem.
Simptomi in težave EGR ventilov
Čeprav sta zgradba in delovanje EGR ventila relativno preprosta pa so okvare povezane z EGR ventilom zelo pogoste in povzročajo kar nekaj negodovanja pri prvenstveno lastnikih dizelskih motorjev.
Dizelski motorji
- Saje
Dizelski motorji namreč proizvajajo večje količine saj, ki se v postopku povratnega vodenja izpušnih plinov pospešeno odlagajo na cevi znotraj motorja in zmanjšujejo pretok zraka tako na strani povratnega voda kot na strani sesalnega kolektorja. Zaradi oblog in posledično zmanjšanega preseka cevi prihaja do zmanjšanja moči motorja pri zmernem pospeševanju, pojavljanja sivo belega dima na izpuh in ti. infarkta motorja, ko le ta čez čas popolnoma izgubi moč.
V tem primeru je potrebno izvesti čiščenje EGR enote in vseh povezovalnih cevi ter tako fizično odstraniti obloge oziroma saje.
- Okvara mehanizma odpiranja ventila
Bolj finančno neugodna težava pa je, če se zaradi oblog v odprtem položaju zatakne vodilo EGR ventila, saj lahko v tem primeru pričakujemo, da bo potrebna draga menjava ventila zaradi, fizične poškodbe membrane ali selenoidnega ventila pri podtlačno krmiljenem ventilu oziroma poškodbe elektronike pri elektronsko krmiljenem ventilu.
Tovrstno okvaro je mogoče prepoznati, kot nemiren tek motorja in izdaten črn dim, ko je motor še hladen ter pomanjkanje moči motorja pri pospeševanju.
- Puščanje hladilnika izpušnih plinov
Pri vozilih opremljenih s tretjo generacijo EGR sistemov lahko pride do puščanja hladilnika izpušnih plinov, kar pomeni da prihaja do vdora hladilne tekočine v zgorevalni prostor in se kaže kot slabše delovanje motorja in bel izpušni plin. Tovrstna napaka v večini primerov zahteva menjavo celotnega sistema saj popravilo takšnega hladilnika praviloma ni mogoče.
Bencinski motorji
- Okvare
Pri bencinskih motorjih so težave z EGR ventilom enakega tipa vendar zaradi izrazito manjše količine saj v izpuhu zelo redke, če pa že pride do okvare je le ta največkrat posledica fizične obrabe membrane oziroma elektronike, ki krmili položaj ventila. V tem primeru je potrebna fizična menjava EGR ventila, ki pa je v primerjavi s tistim iz dizelskega motorja neprimerno cenejši.
Blindiranje EGR ventila
Nekateri mehaniki kot rešitev težav z EGR ventilom propagirajo ti. blindiranje ventila, postopek pri katerem se ventil fizično odklopi z motorja, cevno povezavo med izpušnim in sesalnim kolektorjem pa ukine. Tovrsten poseg motorju sicer povrne živahnost, vendar hkrati povzroči povečanje izpusta škodljivih dušikovih oksidov ter zmede delovanje motornega računalnika ki javlja napako saj ne zmore več nastaviti ustreznih parametrov zgorevanja. Neustrezen poseg na motorju pa bo prej ali slej ugotovljen na enem izmed naslednjih tehničnih pregledov.
V izogib tovrstnim težavam s tehnično neizpravnim vozilom vam vse prej, kot blindiranje, priporočamo redno čiščenje saj iz ventila in povezovalnih cevi, ko pa le to ni več mogoče oziroma je okvara povezana s fizično poškodbo pa poskrbite za nakup in vgradnjo novega EGR ventila saj boste le z delujočim EGR ventilom delovali okoljsko zavedno in pripomogli k čistejšemu in bolj zdravem okolju.
Viri: Revija mehanik in voznik, Wikipedia, dieselnet.com, hubpages.com, agcoauto.com, Valeo.com
