Technika: recirkulácia výfukových plynov pri benzínových motoroch s priamym vstrekovaním

Z dôvodu vyššieho podielu kyslíka vypúšťajú motory s priamym vstrekovaním benzínu v prevádzke s čiastočným zaťažením v spaľovacom priestore vo zvýšenej miere oxid dusíka. Dôvod: kyslík okolitého vzduchu vstupuje pri teplote okolo 300 °C, ako aj pri vysokom tlaku, do zlúčeniny s dusíkom obsiahnutým v okolitom vzduchu. Vzniká jedovatý oxid dusíka (NO_x), ktorému treba zabrániť. Recirkulácia výfukových plynov sa (opätovným) privádzaním výfukových plynov do spaľovacieho priestoru stará o zníženie podielu kyslíka v zmesi paliva a vzduchu, klesá teplota spaľovania a znižujú sa škodlivé emisie NO_x. Ventil recirkulácie výfukových plynov (EGR) je pritom rozhraním medzi zberačom výfukových plynov a sacím systémom motora. Ovládaný je riadiacou jednotkou so signálom so šírkovou a frekvenčnou impulzovou moduláciou a nepretržite je kontrolovaný systémom.

Spätná väzba prostredníctvom polohy ventilu recirkulácie výfukových plynov do riadiacej jednotky motora prebieha pomocou integrovaného Hallovho snímača alebo potenciometra. Pri krokových motoroch započíta riadiaca jednotka počet riadiacich krokov v smere otvárania a zatvárania a výsledne ich zobrazí v pozícii medzi 0 a 225. Riadiaca jednotka motora prispôsobí zmenu v správaní sa otvárania a zatvárania, ako aj hornú a dolnú pozíciu dorazu. Po výmene komponentov systému recirkulácie výfukových plynov sa preto musí vykonať zaučenie diagnostickým testerom. „Recirkulácia výfukových plynov prebehne v závislosti od charakteristiky riadiacej jednotky motora hneď, ako sa teplota chladiacej kvapaliny pohybuje medzi 60 °C a 110 °C a otáčky motora sú v rozsahu čiastočného zaťaženia pod 3 500/min“, hovorí Heiko Peter, autor knihy ‚Benzin-Direkteinspritzsysteme‘ (Systémy s priamym vstrekovaním benzínu). Ovládanie ventilu EGR sa dá skontrolovať pomocou diagnostických položiek menu ‚Diagnostika akčného člena‘ (‚Základné nastavenie ventilu recirkulácie výfukových plynov‘ alebo ‚Prispôsobenie ventilu recirkulácie výfukových plynov‘).

Okrem ‚externej‘ recirkulácie výfukových plynov s EGR hovoríme aj o internej. Tá sa realizuje prostredníctvom polohy vačkového hriadeľa a (variabilného) ovládania ventilov. Pri vzájomnom pevnom usporiadaní vačiek, resp. pri motoroch s variabilným nastavením vačkového hriadeľa, je miera recirkulácie medzi štyrmi a 12 percentami. V priaznivom prevádzkovom rozsahu motora tak z toho vyplýva celková miera recirkulácie výfukových plynov až 35 percent.

V prípade recirkulácie výfukových plynov sa musia pri preplňovaných motoroch navyše zohľadniť tlakové pomery medzi sacím systémom a odberným miestom vo výfukovom systéme. Preto sa na vymeranie používajú vhodné opatrenia ako predradené škrtiace klapky, resp. tzv. Venturiho efekty. Funkcia recirkulácie výfukových plynov sa teda musí vždy posudzovať v interakcii všetkých zúčastnených komponentov. Najčastejšou príčinou chyby sú silno znečistené nasávacie cesty a ventily EGR, ktoré slúžia už len obmedzene. Problémy sa často prejavujú stratou výkonu, vyššou spotrebou paliva, ako aj nepravidelným voľnobehom a vynechávaním zapaľovania. Ventil EGR sa vtedy musí väčšinou vymeniť.