Recyrkulacja spalin

Coraz surowsze przepisy ustawowe wymagają ciągłej redukcji emisji spalin. Dotyczy to zarówno silników dieslowskich, jak i benzynowych. Tzw. układy recyrkulacji spalin zmniejszają emisję tlenków azotu. W silnikach benzynowych zapewniają poza tym redukcję zużycia paliwa w strefie średnich obciążeń silnika.

W wysokich temperaturach spalania w komorze spalania silnika powstają tlenki azotu. Dzięki łączeniu części spalin z zassanym świeżym powietrzem spada temperatura spalania paliwa w komorze silnika. Niższa temperatura powoduje redukcję emisji tlenków azotu.
Wielkość wspóczynnika recyrkulacji spalin w silnikach dieslowskich i benzynowych pokazuje tabela poniżej:

Należy rozróżniać między dwoma rodzajami recyrkulacji spalin: „wewnętrzną“ i „zewnętrzną“.

W przypadku wewnętrznej recyrkulacji spalin, mieszanie spalin ze świeżą mieszanką ma miejsce wewnątrz komory spalania. W silnikach czterosuwowych uzyskuje się to dzięki przekryciu zaworów wlotowego i wylotowego. Ze względu na uwarunkowania konstrukcyjne współczynnik recyrkulacji spalin jest tutaj bardzo niewielki i może być regulowany tylko w dość ograniczonym stopniu Dopiero od chwili powstania adaptacyjnego układu sterowania zaworami możliwe jest aktywne wpływanie, niezależnie od obciążenia i prędkości obrotowej silnika, na współczynnik recyrkulacji spalin

Zewnętrzna recyrkulacja spalin ma miejsce za pośrednictwem dodatkowego przewodu między kolektorem wylotowym wzgl. rurą wydechową a rurą dolotową oraz zaworem recyrkulacji spalin.

W celu uzyskania większego wpływu na współczynnik recyrkulacji spalin instalowano pneumatyczne zawory przeciwpowrotne i zawory opóźniające. Niektóre systemy wykorzystują dodatkowo jako podstawę regulacji siłownika podciśnieniowego wartość przeciwciśnienia spalin. W niektórych stanach roboczych układ recyrkulacji spalin jest całkowicie wyłączany. Umożliwia to instalacja elektrycznych zaworów przełączających. Mimo uzyskanych w ten sposób możliwości wpływania na system proces wysterowywania siłownika podciśnieniowego był zawsze zależny od stanu obciążenia silnika i związanej z nim wartości podciśnienia w kolektorze dolotowym.

Sprawdzanie sterowanych podciśnieniem zaworów recyrkulacji spalin odbywa się w następujący sposób:

Przy wyłączonym silniku odłączyć przewód podciśnieniowy i podłączyć do króćca ręczną pompę podciśnieniową. Wytworzyć podciśnienie ok. 300 mbar. Jeżeli zawór jest sprawny, wartość ciśnienia nie może zmaleć w ciągu 5 minut. Powtórzyć kontrolę na pracującym, rozgrzanym do temperatury roboczej silniku. Przy różnicy ciśnień wynoszącej ok. 300 mbar jakość biegu jałowego silnika musi się pogorszyć lub musi zgasnąć silnik.

Jeżeli zawór posiada czujnik temperatury, możliwe jest też sprawdzenie tego czujnika. W tym celu należy wymontować czujnik temperatury i zmierzyć rezystancję. Przybliżone wartości rezystancji dla różnych wartości temperatury zawiera tabela poniżej:

Temperatura Rezystancja

20°C > 1000 k Ω

70°C 60 - 280 k Ω

100°C 60 - 120 k Ω

Do rozgrzania czujnika można użyć opalarki lub gorącej wody. Zmierzyć temperaturę termometrem cyfrowym, aby porównać zmierzone wartości z wartościami zadanymi.

Zawory z przesuniętymi bocznie króćcami podciśnieniowymi są otwierane tylko przez jeden króciec. Mogą one być rozmieszczone jeden nad drugim lub na jednym poziomie z bocznym przesunięciem. Zawory, których króćce podciśnieniowe znajdują się jeden nad drugim, działają dwuetapowo. Górny króciec otwiera zawór częściowo, a dolny całkowicie. Zawory z przesuniętymi bocznie króćcami podciśnieniowymi są otwierane tylko przez jeden króciec. Króćce są oznakowane różnymi kolorami.

Możliwe są tutaj następujące kombinacje:

• czarny i brązowy
• czerwony i brązowy
• czerwony i niebieski

Do króćca oznaczonego kolorem czerwonym lub czarnym przyłącza sią przewód doprowadzający podciśnienie.

Kontrole szczelności przeprowadza się w takich samych warunkach jak w przypadku zaworów jednomembranowych, ale na obu króćcach podciśnieniowych. Do kontroli jakości zasilania zaworu podciśnieniem można użyć ręcznej pompy podciśnieniowej jako manometru. Należy ją podłączyć do przewodu doprowadzającego zaworu recyrkulacji spalin. Podczas pracy silnika wskazywane jest panujące w przewodzie podciśnienie. W przypadku zaworów o króćcach znajdujących się jeden nad drugim należy podłączyć ręczną pompę podciśnieniową do przewodu dolnego króćca, a w przypadku przesuniętych bocznie króćców zaworu do przewodu czerwonego albo czarnego króćca.

Niektóre zawory recyrkulacji spalin są wyposażone w potencjometry generujące sygnał położenia. Sposób sprawdzania takiego zaworu recyrkulacji spalin jest takim sam jak opisany wyżej. Kontrolę potencjometru należy przeprowadzać w następujący sposób:
Odłączyć 3-polową wtyczkę i zmierzyć multimetrem całkowitą rezystancję na pinie 2 i pinie 3 potencjometru. Zmierzona wartość musi leżeć w przedziale od 1 500 omów do 2 500 omów. W celu dokonania pomiaru rezystancji bieżni należy podłączyć multimetr do pinu 1 i pinu 2. Przy użyciu ręcznej pompy podciśnieniowej powoli otworzyć zawór. Zmierzona wartość zaczyna sią od ok. 700 omów i wzrasta do 2 500 omów.

W ramach tej kontroli ręczna pompa podciśnieniowa nie jest wykorzystywana do wytworzenia podciśnienia, a jako manometr. Odłączyć wąż podciśnieniowy od przetwornika ciśnienia prowadzący do zaworu recyrkulacji spalin i podłączyć pompę podciśnieniową. Uruchomić silnik i powoli poruszać mechanizmem drążkowym przetwornika ciśnienia. Wskazanie manometru pompy podciśnieniowej musi się odpowiednio zmieniać.

Elektryczne zawory przełączające posiadają trzy króćce podciśnieniowe. Jeżeli wykorzystane są tylko dwa króćce, to trzeci z nich jest zamknięty nasadką, która nie może mieć efektu uszczelniającego.

Kontrola może polegać na sprawdzeniu przy użyciu ręcznej pompy podciśnieniowej drożności przewodów wyjściowych zaworu przełączającego. W tym celu należy podłączyć pompą podciśnieniową do jednego z przewodów wyjściowych. Jeżeli możliwe jest wytworzenie podciśnienia, oznacza to, że zawór przełączający musi zostać zasilony napięciem.