Рециркулация на отработените газове (EGR)

Рециркулацията на отработените газове, повсеместно съкращавана като EGR, е техника за контрол на емисиите, която насочва премерена част от отработените газове на двигателя обратно към смукателя, за да бъде засмукана отново в цилиндрите заедно с пресен въздух. Единствената ѝ цел е да потиска образуването на азотни оксиди (NOx) — група замърсители, които възникват винаги, когато температурата на горене се изкачи достатъчно високо, за да накара атмосферния азот да реагира с кислорода. Като се справя с NOx при източника, вместо да го почиства впоследствие, EGR от десетилетия е крайъгълен камък в стратегията за намаляване на емисиите.

Принципът, който стои в основата, е термодинамичен. Рециркулираният отработен газ е до голяма степен инертен — той вече е изгорял — така че когато измести част от пресния, богат на кислород заряд, остава по-малко наличен кислород и по-голяма маса газ, която да поглъща топлина. Резултатът е по-ниска пикова температура на горене. Тъй като образуването на NOx нараства рязко над около 1600°C, дори умереното понижаване на температурата на пламъка намалява значително образуването на NOx. Компромисът е, че разреждането на заряда може леко да намали мощността и ефективността, затова системата трябва да се дозира внимателно.

Като хардуер системата EGR се състои от клапан EGR, който се отваря и затваря, за да управлява рециркулирания поток, канали, свързващи изпускателния и смукателния колектор, и при повечето съвременни двигатели охладител EGR, който допълнително понижава температурата на газа за по-голяма ефективност. Блокът за управление на двигателя управлява клапана непрекъснато, отваряйки го при движение с частично натоварване, когато контролът на NOx е най-важен, и затваряйки го на празен ход и при пълно натоварване, където рециркулираният газ би увредил стабилността или показателите.

EGR се използва както при дизеловите, така и при бензиновите двигатели, макар акцентът да е различен. Дизелите, които работят с излишък на въздух и висока степен на сгъстяване, образуват значителни количества NOx и са разчитали в голяма степен на EGR, често с високонапорен и нисконапорен контур, работещи заедно. Бензиновите двигатели исторически го използваха по-пестеливо, но охладеният EGR придоби популярност при съвременните турбоагрегати, защото потиска и детонацията и подобрява ефективността, а не само емисиите.

Технологията има добре известни практически недостатъци. Рециркулираните дизелови газове носят сажди и през множество изминати километри те се съчетават с маслените пари от обезвъздушаването на картера, за да покрият клапана EGR и смукателния тракт с дебел въглеродни отлагания. Запушеният или залепнал клапан може да предизвика индикаторни лампи, неравномерна работа и намалени показатели, а почистването или подмяната е често срещана поддръжка при дизелите с голям пробег.

EGR е част от многослойна емисионна архитектура и рядко работи самостоятелно. Той намалява NOx, преди да се образува, допълвайки селективната каталитична редукция, която премахва NOx, който все пак се образува, докато дизеловият филтър за прахови частици се справя със саждите. Заедно тези системи позволяват на съвременните двигатели да удовлетворят взискателните ограничения на стандарта Евро 6.