Recirkulácia výfukových plynov (EGR)

Recirkulácia výfukových plynov, všeobecne skracovaná na EGR, je technika regulácie emisií, ktorá vedie odmeranú časť výfukových plynov motora späť do sania, aby sa znova nasala do valcov spolu s čerstvým vzduchom. Jej jediným účelom je potlačiť tvorbu oxidov dusíka (NOx), skupiny znečisťujúcich látok vznikajúcich vždy, keď teploty spaľovania vystúpia dosť vysoko na to, aby atmosférický dusík zreagoval s kyslíkom. Riešením NOx pri jeho zdroji namiesto dodatočného odbúravania bola EGR po desaťročia základným kameňom emisnej stratégie.

Základný princíp je termodynamický. Recirkulovaný výfukový plyn je prevažne inertný – už bol spálený – takže keď vytlačí časť čerstvej, na kyslík bohatej náplne, je k dispozícii menej kyslíka a väčšia hmotnosť plynu na pohltenie tepla. Výsledkom je nižšia špičková teplota spaľovania. Keďže tvorba NOx prudko rastie nad približne 1 600 °C, aj mierne zníženie teploty plameňa podstatne obmedzí vznik NOx. Daňou je, že riedenie náplne môže mierne znížiť výkon a účinnosť, takže systém musí byť starostlivo dávkovaný.

Z hľadiska hardvéru pozostáva systém EGR z ventilu EGR, ktorý sa otvára a zatvára, aby reguloval recirkulovaný prietok, z kanálov spájajúcich výfukové a sacie potrubie a na väčšine moderných motorov z chladiča EGR, ktorý ďalej znižuje teplotu plynu pre väčšiu účinnosť. Riadiaca jednotka motora ventil neustále ovláda, otvára ho pri jazde s čiastočným plynom, keď kontrola NOx záleží najviac, a zatvára pri voľnobehu a plnej záťaži, kde by recirkulovaný plyn poškodil stabilitu alebo výkon.

EGR sa používa na dieselových aj benzínových motoroch, hoci jej dôraz sa líši. Diesely, ktoré bežia s prebytkom vzduchu a vysokou kompresiou, tvoria značné množstvo NOx a na EGR sa spoliehajú vo veľkej miere, často vo vysokotlakových a nízkotlakových slučkách pracujúcich spoločne. Benzínové motory ju historicky používali striedmejšie, no chladená EGR si na moderných preplňovaných jednotkách získala obľubu, pretože potláča aj klepanie a zlepšuje účinnosť, nielen emisie.

Technológia má dobre známe praktické nevýhody. Recirkulovaný dieselový výfukový plyn nesie sadze a počas mnohých kilometrov sa to spolu s olejovými parami z odvetrávania kľukovej skrine spája a pokrýva ventil EGR a sací trakt hrubou uhlíkovou usadeninou. Zanesený alebo zasekávajúci sa ventil môže vyvolať kontrolky, nepokojný chod a znížený výkon a čistenie alebo výmena je bežnou položkou údržby na dieseloch s vyšším nájazdom.

EGR tvorí súčasť viacvrstvovej emisnej architektúry a málokedy pracuje sama. Znižuje NOx skôr, než vznikne, čím dopĺňa selektívnu katalytickú redukciu, ktorá odstraňuje NOx, ktorý sa už vytvoril, kým filter pevných častíc zvláda sadze. Spolu tieto systémy umožňujú moderným motorom spĺňať náročné limity normy Euro 6.