Kipufogógáz-visszavezetés (EGR)

A kipufogógáz-visszavezetés, általánosan használt rövidítéssel EGR, olyan kibocsátáscsökkentő eljárás, amely a motor kipufogógázának egy adagolt részét visszavezeti a szívóoldalra, hogy az a friss levegővel együtt ismét a hengerekbe kerüljön. Egyetlen célja a nitrogén-oxidok (NOx) képződésének visszaszorítása; ez a szennyezőanyag-család mindig akkor keletkezik, amikor az égési hőmérséklet annyira megemelkedik, hogy a levegő nitrogénje reakcióba lép az oxigénnel. Mivel a NOx-ot a forrásánál kezeli, nem pedig utólag tisztítja ki, az EGR évtizedek óta a kibocsátási stratégia egyik sarokköve.

A mögöttes elv termodinamikai. A visszavezetett kipufogógáz nagyrészt inert – már elégett –, ezért amikor kiszorítja a friss, oxigéndús töltet egy részét, kevesebb oxigén áll rendelkezésre, és nagyobb gáztömeg nyeli el a hőt. Ennek eredménye az alacsonyabb csúcsmérsékletű égés. Mivel a NOx-képződés nagyjából 1600 °C felett meredeken emelkedik, már a lánghőmérséklet szerény csökkentése is jelentősen visszafogja a NOx keletkezését. Az ellentételezés az, hogy a töltet hígítása kissé csökkentheti a teljesítményt és a hatásfokot, ezért a rendszert gondosan kell adagolni.

Hardver szempontjából az EGR-rendszer egy EGR-szelepből áll, amely nyitásával és zárásával szabályozza a visszavezetett áramlást, a kipufogó- és a szívócsonkot összekötő csatornákból, valamint a legtöbb korszerű motoron egy EGR-hűtőből, amely tovább csökkenti a gáz hőmérsékletét a nagyobb hatékonyság érdekében. A motorvezérlő egység folyamatosan szabályozza a szelepet: részterhelésű, állandósult sebességű haladáskor nyitja, amikor a NOx-szabályozás a legfontosabb, alapjáraton és teljes terhelésen pedig zárja, ahol a visszavezetett gáz rontaná a stabilitást vagy a teljesítményt.

Az EGR-t dízel- és benzinmotorokon egyaránt alkalmazzák, bár eltérő hangsúllyal. A dízelek, amelyek levegőfeleslegben és nagy kompresszióval járnak, jelentős mennyiségű NOx-ot termelnek, és erősen támaszkodtak az EGR-re, gyakran együtt működő nagy- és kisnyomású körökkel. A benzinmotorok hagyományosan visszafogottabban használták, ám a hűtött EGR a korszerű turbófeltöltős egységeken egyre népszerűbb, mert nemcsak a kibocsátást csökkenti, hanem a kopogást is visszafogja, és javítja a hatásfokot.

A technológiának közismert gyakorlati hátrányai vannak. A visszavezetett dízel-kipufogógáz kormot szállít, és sok kilométer alatt ez a forgattyúház-szellőzésből származó olajpárával egyesülve vastag, korombevonatként rakódik le az EGR-szelepre és a szívóoldalra. Az eltömődött vagy beragadt szelep figyelmeztető lámpákat, egyenetlen járást és csökkent teljesítményt okozhat, tisztítása vagy cseréje pedig gyakori karbantartási feladat a nagy futásteljesítményű dízeleknél.

Az EGR egy rétegzett kibocsátási rendszer része, és ritkán működik egyedül. Csökkenti a NOx-ot, mielőtt az létrejönne, kiegészítve a szelektív katalitikus redukciót, amely a már keletkezett NOx-ot távolítja el, miközben a dízel részecskeszűrő a kormot kezeli. Ezek a rendszerek együttesen teszik lehetővé, hogy a korszerű motorok teljesítsék az Euro 6 norma szigorú határértékeit.