Recyrkulacja spalin

Sprawdzona technologia Pierburg do redukcji substancji szkodliwych

Recyrkulacja spalin — nieodzowna metoda do redukcji substancji szkodliwych

Układ recyrkulacji spalin (EGR) jest sprawdzoną metodą redukcji spalin nie tylko w silnikach z zapłonem iskrowym — praktycznie wszystkie nowoczesne silniki wysokoprężne muszą być wyposażone w ten układ, aby spełniać coraz bardziej rygorystyczne przepisy dotyczące emisji spalin. Tylko dzięki metodzie chłodzonej recyrkulacji spalin możliwe będzie sprostanie coraz bardziej rygorystycznym wartościom granicznym.

Firma Pierburg przyczyniła się znacząco do dzisiejszego stanu rozwoju technologicznego i jako doświadczony dostawca rozwiązań systemowych jest również w stanie zaoferować kompaktowy oraz efektywny system do redukcji substancji szkodliwych — do samochodów osobowych i pojazdów użytkowych.

Nie bez powodu firma Pierburg jest znana jako producent oryginalnego wyposażenia z zaworami EGR i chłodnicami EGR w wielu nowoczesnych pojazdach. Odporne na korozję i temperaturę materiały, z których wykonywane są produkty marki Pierburg, gwarantują długie działanie w najtrudniejszych warunkach pracy, np. w obecności agresywnego kondensatu spalin, w temperaturach wynoszących nawet 700°C i przy ciśnieniu maks. 3 bar.

Potrzebujemy Twojej zgody, aby załadować usługę YouTube!

Aby możliwe było odtwarzanie filmów YouTube, konieczne jest połączenie z YouTube. Następują tutaj także przetwarzanie danych i stosowanie ciasteczek przez YouTube lub Google (ew. także z USA). Kliknięcie „Akceptuj” oznacza zgodę na przetwarzanie danych i umieszczanie ciasteczek YouTube na Twoim urządzeniu.

Podzespoły układu recyrkulacji spalin

Podczas recyrkulacji spalin pewna ilość spalin jest mieszana z powietrzem zasysanym. W ten sposób do cylindra dostaje się mniej tlenu. Prowadzi to do niższej temperatury spalania. Dzięki temu można obniżyć zawartość tlenków azotu w spalinach nawet o 50%. W przypadku silników z zapłonem iskrowym następuje dodatkowo redukcja emisja dwutlenku węgla oraz zużycia paliwa.

Rozróżnia się różne pozycje odbioru spalin:

WEWNĘTRZNY EGR

Z powodu przekrycia zaworów resztki spalin pozostają w komorze spalania lub są zasysane z powrotem do cylindra przez kanał wylotowy.
Czasy rozrządu zaworów wlotowych i wylotowych są zmieniane poprzez regulowane krzywki.

ZEWNĘTRZNY EGR

Spaliny są pobierane na zewnątrz głowicy cylindrów po stronie spalin i zawracane przewodami lub kanałami poprzez zawór zewnętrzny po stronie świeżego powietrza.
Daje to możliwość dodatkowego chłodzenia spalin w opcjonalnej chłodnicy z klapą obejściową lub bez.

Zewnętrzne układy EGR istnieją w następujących wersjach:

WYSOKOCIŚNIENIOWY UKŁAD RECYRKULACJI SPALIN

Spaliny są

odprowadzane bezpośrednio za cylindrami przed turbiną turbosprężarki i
doprowadzane do strony świeżego powietrza za przepustnicą.

NISKOCIŚNIENIOWY UKŁAD RECYRKULACJI SPALIN

Spaliny są

pobierane za turbiną turbosprężarki lub tylko za systemami uzdatniania spalin i
podawane przed sprężarką turbosprężarki.

Przepustnica spalin zapewnia niezbędne przeciwciśnienie spalin, jeżeli różnica ciśnień nie jest wystarczająca do uzyskania wymaganych przepływów masowych w układzie EGR. Ponadto spaliny są chłodzone przez specjalną niskociśnieniową chłodnicę EGR.

Układ recyrkulacji spalin (schemat)

01 Przepustnica spalin
02 Niskociśnieniowy zawór EGR
03 Chłodnica EGR niskiego ciśnienia
04 Turbosprężarka (sprężarka)
05 Turbosprężarka (turbina)
06 Filtr cząstek stałych
07 Chłodnica powietrza doładowującego
08 Przepustnica i zawór regulacyjny
09 Wysokociśnieniowy zawór EGR
10 Chłodnica EGR niskiego ciśnienia
11 Klapa obejściowa

niebieski= Zakres wysokiego ciśnienia
zielony = Zakres niskiego ciśnienia

Chłodnica EGR

Chłodnica EGR to niewielki, ale kluczowy element w pojazdach. Chłodnica EGR służy do ukierunkowanego chłodzenia recyrkulowanych spalin i wraz z zaworem EGR jest jednym z głównych elementów układu recyrkulacji spalin. Jest ona zintegrowana z obiegiem wody chłodzącej silnika i wykorzystuje wodę chłodzącą do obniżenia temperatury spalin. Chłodnice EGR firmy Pierburg są produkowane zgodnie z normami OE i standardami zarządzania jakością w sektorze motoryzacyjnym. Wszystkie główne komponenty spełniają wymagania jakościowe dla produktów pierwszego montażu.

Potrzebujemy Twojej zgody, aby załadować usługę YouTube!

Zawory EGR

Głównym podzespołem układu recyrkulacji spalin jest zawór EGR. Odpowiada on za dozowanie ilości recyrkulowanych spalin. Zawory EGR są dostępne w wielu wersjach i wykonaniach: uruchamiane elektrycznie lub pneumatycznie, do zastosowań w silnikach benzynowych lub wysokoprężnych lub z podłączeniem do obiegu chłodziwa. Obecnie stosuje się głównie elektryczne zawory EGR — nie potrzebują one do sterowania podciśnienia, ani zaworu elektromagnetycznego. Zawory EGR do zastosowań w silnikach wysokoprężnych mają ze względu na większy współczynnik recyrkulacji również większe średnice otwarcia. W przypadku silników benzynowych przekroje te są znacznie mniejsze.

Chłodzony system recyrkulacji spalin zapewnia jeszcze niższe emisje substancji szkodliwych

Jako wieloletni specjalista w dziedzinie redukcji emisji substancji szkodliwych , firma Pierburg jest kompetentnym dostawcą chłodzonych systemów recyrkulacji spalin jako oryginalnego wyposażenia OEM. Teraz firma Motorservice wprowadza tę nową technologię na rynek wtórny.

Wciąż surowsze przepisy dotyczące emisji wymagają ciągłego ulepszania metod redukcji substancji szkodliwych. W silnikach wysokoprężnych chodzi szczególnie o dalszą redukcję ilości tlenków azotu (NOx). W tym miejscu do gry wkracza chłodzony system recyrkulacji spalin: to on obniża temperatury panujące w komorze spalania, redukując przez to powstające ilości tlenków azotu.

Korzystając z długoletniego doświadczenia w zakresie konstrukcji i produkcji systemów EGR, firma Pierburg opracowała szereg modułów chłodzących EGR, które pozwalają na precyzyjne schładzanie spalin. To zaawansowana technologia w najmniejszej przestrzeni.

Co jest wyjątkowego w chłodnicach EGR Pierburg?

Stworzona przez firmę Pierburg geometria płytek zmniejsza niebezpieczeństwo zanieczyszczenia chłodnicy sadzą
Specjalna powłoka powierzchni chłodnicy EGR zapobiegająca przywieraniu sadzy
Większa integracja: kompaktowe aluminiowe moduły chłodzące EGR ze zintegrowanym zaworem EGR, klapą obejściową i innymi częściami dobudowanymi, takimi jak chłodnice oleju i filtry oleju.

KLAPY OBEJŚCIOWE W CHŁODNICACH EGR

Wiele chłodnic EGR dysponuje dzisiaj sterowaną elektrycznie lub pneumatycznie klapą obejściową. Dzięki temu spaliny w fazie nagrzewania mogą być prowadzone obok chłodnicy EGR, aby umożliwić szybkie doprowadzenie silnika i katalizatora do temperatury roboczej. Zmniejsza to też głośność, tzw. „dzwonienie” silników wysokoprężnych, a także emisję pierwotną węglowodorów w fazie nagrzewania. Obejście jest też możliwe, gdy potrzebne są wysokie temperatury spalin, np. do regeneracji filtra cząstek stałych.

Dlaczego chłodzony system recyrkulacji spalin jest niezbędny?

Schłodzone spaliny obniżają szczytową temperaturę spalania. Dzięki temu powstaje znaczne mniej tlenków azotu. Ponadto schłodzone gazy są gęstsze niż cieplejsze. Oznacza to, że przy takim samym ciśnieniu doładowania w cylindrze mieści się większa masa. Spowodowane tym „uboższe” spalanie pozytywnie wpływa na zużycie paliwa i emisję cząstek stałych. Chłodnice EGR służą do ukierunkowanego chłodzenia recyrkulowanych gazów spalinowych.

Chłodzony system recyrkulacji spalin — przegląd zalet

Obniżona szczytowa temperatura spalania

Redukcja tlenków azotu nawet o 50%

Zmniejszona emisja cząstek stałych

Niższe zużycie paliwa

Wysokociśnieniowa/niskociśnieniowa recyrkulacja spalin

NA CZYM POLEGA RÓŻNICA?

Wielkość pierwotnych emisji silników można redukować korzystając ze środków technicznych. Jednak każde dalsze zaostrzenie wartości granicznych emisji oznacza konieczność ciągłego doskonalenia technologii środków pozasilnikowych.

Jedną ze sprawdzonych metod redukcji zawartości substancji szkodliwych jest recyrkulacja spalin. W klasycznym wysokociśnieniowym układzie recyrkulacji spalin spaliny są odbierane bezpośrednio za cylindrem i dodawane do zasysanego powietrza. Niskociśnieniowy układ EGR jest również wymagany do spełnienia wartości granicznych normy Euro 6/Tier 2. Tutaj spaliny są pobierane po stronie niskiego ciśnienia za filtrem cząstek stałych i z powrotem doprowadzane przed sprężarką turbosprężarki. Przepustnica spalin zapewnia wymagane przy tym przeciwciśnienie spalin.

Na czym jednak polega różnica? Poniższa tabela zawiera krótki przegląd.

	Wysokociśnieniowy układ recyrkulacji spalin	Niskociśnieniowy układ recyrkulacji spalin
Ciśnienie na wlocie układu EGR	wysokie (do ok. 3,5 bar)	niskie (do ok. 1,3 bar)
Temperatura na wlocie do układu EGR	bardzo wysoka (do ok. 950°C)	wysoka (do ok. 800°C)
Różnica ciśnień Δp w układzie EGR	wysoka (do ok. 1,5 bar)	niska (do ok. 0,3 bar)
Cykliczne wahania ciśnienia	duże	małe
Skład spalin	odbiór przed układem oczyszczania spalin	odbiór za układem oczyszczania spalin

Niskociśnieniowy układ recyrkulacji spalin

Niskociśnieniowy układ recyrkulacji spalin stanowi aktualny stan techniki w silnikach wysokoprężnych.
Zalety niskociśnieniowego układu recyrkulacji spalin w porównaniu z wysokociśnieniowym układem recyrkulacji spalin są następujące:

wyższa moc lub sprawność turbiny
większe pole charakterystyki EGR
bardziej jednorodne mieszanie spalin ze świeżym powietrzem przez sprężarkę
dzięki temu niższa emisja NOx i cząstek stałych
lepsze chłodzenie EGR (przez EGR i chłodnicę powietrza doładowującego)

Wady w porównaniu z wysokociśnieniowym układem recyrkulacji spalin:

większe odległości i dodatkowe elementy
możliwe niebezpieczeństwo wskutek zanieczyszczenia lub uszkodzenia sprężarki turbosprężarki, np. przez udar wodny

Niskociśnieniowe zawory EGR firmy Pierburg składają się z reguły z centralnie umieszczonej przepustnicy (zaworu motylkowego) w obudowie z aluminiowego odlewu ciśnieniowego. Zintegrowany siłownik składa się zwykle z silnika prądu stałego i dwustopniowej przekładni zębatej czołowej. W konstrukcji zaworów niskociśnieniowych wykorzystano podzespoły z istniejących linii produktowych przepustnic i zaworów EGR, ponieważ są one od lat sprawdzone i przetestowane w produkcji seryjnej.

Kombinowany zawór niskociśnieniowego układu EGR pełni jednocześnie funkcje zaworu niskociśnieniowego układu EGR i dławika powietrza zasysanego. Dławienie powoduje powstanie gradientu ciśnienia w kierunku strony ssania. W rezultacie spaliny przepływają w sposób kontrolowany do obszaru przed sprężarką. Jako element połączony, kombinowany zawór niskociśnieniowy jest nie tylko bardziej ekonomiczny, ale także charakteryzuje się niewielką masą.