EGR – nie zawsze przyjaciel kierowcy

TEXA
23.1.2017

Weryfikacja poprawności działania zaworu recyrkulacji spalin na przykładzie Forda Mondeo IV 2.0 16V TDCi QXBA.

EGR – Exhaust Gas Recyrculation to system recyrkulacji spalin wprowadzony od rozpoczęcia obowiązywania normy Euro 3 dla wszystkich samochodów osobowych z silnikami wysokoprężnymi. Zadaniem zaworu EGR jest zmniejszenie emisji tlenków azotu poprzez doprowadzenie części spalin do kolektora dolotowego. Wysokiej zawartości tlenków azotu w spalinach sprzyja nadmiar tlenu i wysoka temperatura spalania w cylindrze. Doprowadzenie spalin do kolektora dolotowego, a tym samym zmniejszenie udziału tlenu w mieszance, zmniejsza temperaturę spalania. Dzieje się tak dlatego, że dwutlenek węgla zawarty w spalinach ma większą pojemność cieplną niż świeże powietrze. By zwiększyć temperaturę dwutlenku węgla o daną jednostkę ciepła, należy dostarczyć więcej energii niż w przypadku ogrzewania powietrza. Zmniejszenie udziału tlenu i obniżenie temperatury spalania wpływają na redukcję emisji szkodliwych NOX.

Zbyt duża zawartość spalin doprowadzanych do cylindra przez system recyrkulacji będzie skutkowała obniżeniem temperatury spalania do takiego stopnia, że w spalinach zaczną przeważać węglowodory, czyli niespalone do końca paliwo. Z tego powodu ważne jest sterowanie pracą zaworu EGR w taki sposób, aby zawartość dodawanych do powietrza dolotowego spalin utrzymywała temperaturę spalania na właściwym poziomie gwarantującym najmniejszą możliwą emisję związków azotu oraz węglowodorów.

Zawór EGR aktywowany jest w zakresie obrotów biegu jałowego oraz średnich obciążeń silnika do około 3000 obr./min. Regulacja domieszki spalin odbywa się w sposób dynamiczny – w zależności od stopnia obciążenia silnika sterownik reaguje natychmiastową zmianą wychylenia zaworu. Niedostatek tlenu przy dużym obciążeniu powodowałby powstanie czarnego dymienia oraz strat mocy, dlatego też praca zaworu EGR jest stale nadzorowana przez sterownik za pomocą danych dostarczanych przez przepływomierz powietrza lub czujnik potencjometryczny skoku zaworu. Ważną zależnością jest fakt, że zwiększenie stopnia recyrkulacji spalin wpływa na zmniejszenie masy zasysanego powietrza, co łatwo zaobserwować podczas testu aktywacji zaworu EGR podczas pracy silnika na biegu jałowym. Im większe jest wychylenie zaworu, co wiąże się z dostarczeniem większej ilości spalin do kolektora ssącego, tym wskazanie masy zasysanego powietrza maleje.

Objawami uszkodzenia zaworu EGR mogą być m.in.:

  • utrata mocy silnika,
  • zwiększenie emisji czarnego dymu,
  • nierównomierna praca silnika,
  • szarpanie podczas przyśpieszania,
  • gaśnięcie silnika – szczególnie w przypadkach kiedy silnik nie osiągnął jeszcze temperatury roboczej,
  • pojawianie się błędów w sterowniku silnika oraz w sterownikach odbierających informację o momencie obrotowym silnika (np. sterownik automatycznej skrzyni biegów).

Dla przybliżenia jednego ze sposobów weryfikacji poprawności działania zaworu EGR posłużymy się przykładem z diagnostyki Forda Mondeo z silnikiem 2.0 TDCi QXBA, w którym występowały negatywne objawy pracy silnika w postaci nierównomiernych obrotów biegu jałowego, szarpania silnika w okolicach 1200–2000 obr./min podczas przyśpieszania, chwilowych spadków mocy, częstych prób dopalania filtra cząstek stałych, gaśnięcia silnika podczas ruszania na zimnym silniku.

Przebieg diagnostyki

Za pomocą testera diagnostycznego wykonano odczyt kodów błędów oraz dokonano analizy wartości rzeczywistych pracy silnika. Sterownik zarejestrował błędy z wydajności pracy zaworu EGR oraz ze sterowania ciśnieniem doładowania (ilustracja 1). W celu identyfikacji faktycznej przyczyny powstawania negatywnych symptomów pracy silnika i wykluczenia ewentualności uszkodzenia jednego z zasugerowanych przez autodiagnostykę elementów, przed ich wymianą należy wykonać testy sprawdzające poprawność działania tych podzespołów. W tym celu należy posłużyć się informacjami zawartymi w zasobach diagnostycznych oprogramowania IDC5 CAR.

Analizie poddano następujące wartości: obwód zaworu roboczego recyrkulacji spalin (%), położenie przepustnicy recyrkulacji spalin (V), położenie zaworu recyrkulacji spalin (V), masa powietrza zassanego (g/s), średnia przebyta odległość między próbą dopalenia filtra cząstek stałych.

Duża oscylacja na biegu jałowym wartości parametru „obwód zaworu roboczego recyrkulacji spalin” (ilustracja 2) wzbudza podejrzenie co do poprawnego funkcjonowania zaworu EGR. Parametr ten nie powinien wykazywać nadmiernych wahań podczas pracy na biegu jałowym, ewentualnie po kilku minutach pracy może zbliżyć się do 0%, dzieje się tak dlatego, że sterownik po pewnym czasie dezaktywuje zawór EGR. Aby reaktywować wysterowanie zaworu, należy chwilowo wcisnąć gwałtownie pedał gazu. W analizowanym przypadku parametr ten wahał się w zakresie dużego przedziału od 0 do 29% (ilustracja 2), zmianom parametru towarzyszyły również wyczuwalne wahania pracy silnika oraz zmiany w strumieniu przepływu powietrza mierzonego przez przepływomierz – od 57 do 143 g/s – co ewidentnie sugeruje zaburzenia w funkcjonowaniu zaworu EGR.

Autodiagnostyka udostępnia również możliwość wysterowania zaworu recyrkulacji spalin na pracującym silniku, czyli jego włączenie i wyłączenie. Umożliwia to zaobserwowanie zmian w równomierności pracy silnika oraz wykonanie jazdy próbnej przy dezaktywowanym zaworze, co znacząco ułatwia weryfikację usterki.

W celu wykonania aktywacji należy wybrać funkcję „zawór EGR” znajdującą się w zakładce aktywacje (ilustracja 3). W analizowanym przypadku wyłączenie zaworu (ilustracja 4) spowodowało ustabilizowanie się obrotów biegu jałowego, wyeliminowało to również szarpanie podczas dodawania gazu. Podczas jazdy próbnej z wyłączonym zaworem EGR silnik pracował równo i auto odzyskało dynamikę.

Pozytywne zmiany zaobserwowane w pracy silnika przy wyłączonym zaworze EGR sugerują uszkodzenie recyrkulacji spalin, czyli konieczność jej wymiany. Dla upewnienia się co do poprawności działania turbiny wykonano jadę próbną, podczas której zarejestrowany został parametr ciśnienia doładowania – jego wykres nie wzbudzał podejrzeń co do problemów układu doładowania, powstanie błędu mogło być spowodowane dużymi wahaniami ciśnienia spalin związanymi z niekontrolowanym przez sterownik otwieraniem się zaworu EGR.

Przeprowadzenie wymiany zaworu EGR na nowy w wielu przypadkach wiąże się z koniecznością wykonania regulacji polegającej na resecie wartości autodostosowawczych. Ma to umożliwić sterownikowi powtórne zebranie danych dotyczących nowego zaworu w celu odpowiednego zarządzania jego pracą.

O Autorze

autoEXPERT – specjalistyczny miesięcznik motoryzacyjny, przeznaczony dla osób zajmujących się zawodowo naprawą, obsługą, diagnostyką i sprzedażą samochodów oraz produkcją i sprzedażą akcesoriów motoryzacyjnych, części zamiennych i materiałów eksploatacyjnych.

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę