Nasza Loteria SR - pasek na kartach artykułów

EGR, czyli recyrkulacja spalin

Jerzy Dyszy
Fot: Archiwum Polskapresse
Fot: Archiwum Polskapresse
Recyrkulacja spalin to ważny proces w ogólnym obrazie działania współczesnego silnika samochodowego. Co prawda każdy silnik, benzynowy i wysokoprężny, bez recyrkulacji miałby takie same maksymalne osiągi, ale przy niewielkich obciążeniach właśnie dzięki niej może być bardziej ekologiczny i ekonomiczny.

Nie jest tajemnicą, że konstrukcja współczesnych samochodów, a w

Fot: Archiwum Polskapresse
Fot: Archiwum Polskapresse

szczególności ich układów napędowych, w znacznej mierze ukierunkowana jest przez obowiązujące dziś i przyszłe normy emisji spalin. Wśród nich najważniejsza jest norma emisji trującego CO (tlenku węgla) i HC (niespalonych węglowodorów). Prócz tego, szczególnie w silnikach wysokoprężnych, istotne jest ograniczanie emisji cząstek stałych, czyli mówiąc wprost - sadzy.

Kolejne ważne w tym względzie związki chemiczne to tlenki azotu (NOx), które same w sobie nie są trujące ani nawet szkodliwe dla istot żywych, ale uznano je za ważny czynnik powstawania kwaśnych deszczy. Te zaś są nieprzyjazne dla niektórych (wysoko położonych) lasów, niszczą biosferę gleby, przyspieszają korozję metali i erozję skał oraz np. budynków. Co prawda związki odpowiedzialne za powstawanie kwaśnych deszczy emitowane są także, i może przede wszystkim przez wulkany, ale ponieważ im nic nakazać nie można, skupiono się na silnikach samochodowych, wydając odpowiednie normy maksymalnej emisji.

**CZYTAJ TAKŻE

Co warto wiedzieć o hamulcach?

**

Wyłączanie cylindrów w silniku samochodu

W silnikach tłokowych problemem jest proces spalania paliwa przy nadmiarze tlenu i w szczególnie wysokiej temperaturze, bo to on powoduje reakcje, których rezultatem jest tworzenie znacznych ilości NOx. Jak z kolei wiadomo, wysiłki w kierunku zmniejszenia zużycia paliwa prowadzą wprost do stosowania ubogich mieszanek, czyli właśnie do nadmiaru tlenu w wysokotemperaturowym procesie spalania paliwa. Dotyczy to zarówno silników wysokoprężnych jak i benzynowych, w obu przypadkach przede wszystkim przy niewielkich obciążeniach jednostki napędowej. W rezultacie powstał dylemat; albo konstruować silnik (przede wszystkim jego układ zasilania) o dużej sprawności, a więc ekonomiczny, albo emitować mniej tlenków azotu.

Redukcja NOx w odpowiednim konwerterze katalitycznym w układzie wydechowym jest co prawda możliwa, ale dość skomplikowana i nie tak skuteczna jak w przypadku katalizatora do redukcji CO i HC. Powstała więc potrzeba zmniejszenia emisji NOx inną drogą. Na szczęście dość szybko wymyślono szczególne rozwiązanie, które stosowane jest już od co najmniej kilkunastu lat. Chodzi o recyrkulację spalin, określaną angielskim skrótem EGR (Exhaust Gas Recirculation). Jej istotą jest zastępowanie części powietrza zasysanego do silnika, niepalnymi gazami pobieranymi z układu po stronie wydechu.

Wbrew powszechnemu przekonaniu nie oznacza to że spaliny są w silniku "dopalane". Wręcz odwrotnie, służą one jako gaz pozbawiony już tlenu i jakiegokolwiek paliwa, a więc jako pewnego rodzaju wypełniacz przestrzeni w komorze spalania. W określonych warunkach (przy małym obciążeniu silnika) ma pozostać w komorze spalania tylko tyle tlenu, ile potrzeba do spalenia konkretnej dawki paliwa. W ten sposób nadmiar tlenu nie łączy się z cząsteczkami azotu.

Fot: Archiwum Polskapresse
Fot: Archiwum Polskapresse

Oczywiście, do sprawnego działania EGR potrzebne jest odpowiednie sterowanie. System nie może być aktywny przy pełnych obciążeniach silnika - wtedy potrzebna jest maksymalna dawka czystego powietrza z odpowiednią zawartością tlenu. Z kolei przy bardzo niskich obciążeniach silnika, dawka niepalnych spalin mogłaby być stosunkowo bardzo duża, ale są w tym względzie pewne ograniczenia. We wczesnych układach EGR, gdy spaliny pobierano wprost z kanału wylotowego i kierowano do dolotowego, podnosiło to temperaturę ładunku, gdyż "świeże" spaliny są zawsze dość gorące. A zatem aby uniknąć (w silnikach z zapłonem iskrowym) spalania stukowego po zwiększeniu obciążenia jednostki, maksymalna dawka spalin była bardzo ograniczona.

Nowoczesne układy recyrkulacji spalin zastępują spalinami w pewnych warunkach nawet kilkadziesiąt proc. ładunku w cylindrze. Wymaga to precyzyjnego sterowania, a także wydajnego chłodzenia wykorzystywanych do tego spalin. Obecnie w wielu silnikach spaliny pobierane przez EGR są chłodzone np. w przewodach otoczonych płynem chłodniczym klasycznego układu chłodzenia, a dopiero potem kierowane do kolektora dolotowego. Takie rozwiązanie ma dodatkową zaletę - tuż po uruchomieniu silnika, gdy potrzebne jest jego szybkie nagrzanie, możliwe jest przyspieszenie tego procesu przez częściowe odebranie ciepła spalin.

Znaczny udział spalin w zasysanym ładunku stworzył kolejną możliwość ograniczenia zużycia paliwa silników benzynowych. Jak wiadomo ograniczanie momentu obrotowego silnika z zapłonem iskrowym dokonuje się poprzez przymykanie przepustnicy powietrza w kanale dolotowym. To jednak powoduje istotne straty pompowania czynnika - powstaje wtedy w kolektorze znaczne podciśnienie, które silnik, pompując powietrze, musi pokonać. Okazało się, że doprowadzenie do kanału dolotowego znacznych ilości względnie chłodnych spalin może zmniejszać wydajność (a więc moment obrotowy) silnika mniej więcej tak, jakby chwilowo zmniejszyć jego pojemność skokową. Oczywiście wymaga to takiego skonfigurowania procesów w komorze spalania, aby w ogóle następował zapłon wtryskiwanych małych dawek paliwa. To okazało się jednak możliwe. W rezultacie funkcjonowanie EGR powoduje, że nie tylko wytwarza się mniej tlenków azotu NOx, ale też ograniczenie mocy chwilowej silnika (czyli mówiąc prościej - spokojna jazda bez wykorzystywania pełnej mocy) nie wymaga mocnego dławienia przepustnicą zasysanego ładunku, a więc jest trochę bardziej ekonomiczna.

od 12 lat
Wideo

Stop agresji drogowej. Film policji ze Starogardu Gdańskiego

Dołącz do nas na Facebooku!

Publikujemy najciekawsze artykuły, wydarzenia i konkursy. Jesteśmy tam gdzie nasi czytelnicy!

Polub nas na Facebooku!

Kontakt z redakcją

Byłeś świadkiem ważnego zdarzenia? Widziałeś coś interesującego? Zrobiłeś ciekawe zdjęcie lub wideo?

Napisz do nas!

Polecane oferty

Materiały promocyjne partnera
Wróć na motofakty.pl Motofakty