Ze względu na przepisy, które coraz bardziej skupiają się na ochronie środowiska naturalnego, samochody wyposażone są w tzw. układ recyrkulacji spalin. Jego funkcją jest zmniejszenie emisji tlenków azotów, a co za tym idzie redukcja toksyczności gazów spalinowych. Można go znaleźć zarówno w autach z silnikami benzynowymi, jak i dieslowskimi. W jednostkach napędowych zasilanych benzyną układ wpływa również pozytywnie na zużycie paliwa w ramach ich średniego obciążenia. Jednym z najważniejszych elementów tego układu jest zawór recyrkulacji spalin, którego rolę, najczęstsze awarie i diagnostykę opisujemy w naszym artykule.
Rodzaje recyrkulacji spalin
Jeżeli chodzi o układy redukujące ilość szkodliwych substancji w gazach spalinowych, mamy do czynienia z recyrkulacją wewnętrzną i zewnętrzną. Pierwsza z nich oznacza, że mieszanie spalin i mieszanki powietrzno-paliwowej odbywa się bezpośrednio w komorze spalania. Tego typu rozwiązanie jest ograniczone pod kątem ustawiania stopnia recyrkulacji spalin. Od momentu gdy układ sterowania zaworami przyjął formę adaptacyjną, regulacja wspomnianego wpółczynnika stała się niezależna od zakresu obrotów silnika.
Zewnętrzna recyrkulacja spalin wymaga obecności przewodu pomiędzy kolektorem wydechowym a dolotem i zaworem EGR. Dzięki tej konstrukcji możliwy jest montaż dodatkowych chłodnic wykorzystywanych uzupełniająco w procesie schładzania gazów spalinowych.
Do czego służy zawór EGR?
Zawór recyrkulacji spalin, który umieszczony jest na kolektorze wydechowym, stanowi połączenie pomiędzy rurą wydechową a układem dolotowym powietrza. Jego rolą jest regulacja ilości spalin, które trafiają z powrotem do kolektora dolotowego, gdzie następnie ponownie zasysane są do komory spalania silnika. W komorze spalania panuje bowiem bardzo wysoka temperatura, która przyczynia się do powstawania tlenków azotu (NOx). Zawór EGR ma za zadanie obniżyć temperaturę spalania, przepuszczając spaliny z powrotem do komory i obniżając w ten sposób zawartość tlenu w powietrzu. Dzięki temu temperatura spada, proces spalania zostaje spowolniony i w konsekwencji zmniejsza się ilość szkodliwych substancji w spalinach. Zawór recyrkulacji spalin zależnie od wariantu może posiadać jedną lub dwie membrany. Istnieją również wersje z potencjometrem, który jest odpowiedzialny za przekazywanie informacji o położeniu elementu do sterownika. Inne warianty wyposażone są w czujniki temperatury, które umożliwiają autodiagnostykę układu. Wcześniej w samochodach montowano części pneumatyczne, obecnie auta często wyposażone są w elementy sterowane elektrycznie.
Jak działa zawór recyrkulacji spalin?
Zawór EGR decyduje o ilości spalin trafiających do kolektora dolotowego, o czasie, w którym ma to nastąpić i przez jaki czas ma się to odbywać. Z początku jego sterowanie było pneumatyczne, tzn. zawory otwierały się lub zamykały, ale nie regulowały ilości gazów spalinowych docierających do dolotu. Nowocześniejsze elementy sterowane elektromagnetycznie swobodnie regulują zakres otwarcia i precyzyjnie określają porcję spalin wracających do komory spalania. Istnieją również elementy sterowane w pełni elektrycznie, które nie wymagają podciśnienia ani elektromagnesu do otwarcia. Są one najbardziej precyzyjne. O warunkach koniecznych do otwarcia zaworu decyduje obecnie sterownik ECU. Element nie otwiera się, gdy silnik pracuje na biegu jałowym, ani gdy nie jest on dostatecznie nagrzany lub gdy jest mocno obciążony. Jego działanie odbywa się głównie podczas średnich obrotów jednostki napędowej. W nowoczesnych, turbodoładowanych silnikach, przy których emisja spalin spełnia normę Euro 4, montuje się chłodnice EGR, które wstępnie schładzają gazy spalinowe, zanim trafią one do zaworu.
Dlaczego zawór EGR się psuje?
Jednym z najczęstszych powodów, dla których zawór recyrkulacji spalin przestaje prawidłowo funkcjonować jest jego zanieczyszczenie, które z czasem może doprowadzić do jego całkowitego zablokowania. Spaliny nie są również obojętne dla jego stanu i mogą czasami uszkodzić jego materiał wewnętrzny ze względu na ich wysoką temperaturę. Również nieszczelności w przewodzie doprowadzającym spaliny wpływają na jego zdolność do otwierania się. W przypadku zaworów pneumatycznych nie może zostać w takiej sytuacji wytworzone odpowiednie podciśnienie wymagane do recyrkulacji. Czasami przyczyną, dla której podciśnienie jest niewystarczające do poprawnego działania może być również uszkodzenie konwertera ciśnienia lub usterka zaworu termicznego.
Zanieczyszczenie zaworu EGR związane jest z częstą eksploatacją samochodu w miejskich warunkach, gdy element nie ma możliwości usunięcia zabrudzeń samoistnie. Dodatkowo przeciążenia termiczne potęgują gromadzenie się osadów. Ponadto nieprzestrzeganie harmonogramów serwisowych przyczynia się bezpośrednio do problemów z układem recyrkulacji spalin. Ze względu na specyfikę silników dieslowskich zawory EGR częściej ulegają w nich usterkom.
Objawy problemów z zaworem EGR
Najczęstszą przyczyną utrudnionego przepływu gazów spalinowych w układzie recyrkulacji spalin jest zanieczyszczenie zaworu. Objawia się ono najczęściej zapaloną kontrolką „Check Engine” na desce rozdzielczej. Zauważalne są również problemy z wprowadzeniem silnika na pełne obroty. Zapchany element sprawia, że również kolektor ssący ulega silnemu zabrudzeniu. Przy zablokowaniu się zaworu w pozycji zamkniętej można zauważyć odczyt błędów w komputerze. Jeżeli element zablokuje się w pozycji otwartej, objawy są dużo bardziej dotkliwe. Należą do nich: nierówna praca silnika na biegu jałowym, jak również przy niewielkim obciążeniu, trudności z odpaleniem zimnego silnika oraz problemy podczas przyspieszania. W najgorszym wypadku silnik gaśnie i zapala się kontrolka „Check Engine”. W silnikach Diesla wyposażonych w turbodoładowanie oznaką awarii jest mocniejsze dymienie z rury wydechowej.
Jak sprawdzić czy zawór recyrkulacji spalin działa?
Niektóre z układów wyposażone są w funkcję autodiagnostyki. Jednakże również stan układów pozbawionych tej funkcji można sprawdzić za pomocą multimetru, termometru cyfrowego i ręcznej pompy wytwarzającej podciśnienie. Najważniejszym krokiem w diagnostyce układu recyrkulacji spalin jest kontrola wzrokowa poszczególnych elementów. Należy sprawdzić, czy wszystkie przewody wyglądają w porządku, nie mają nieszczelności i są prawidłowo ułożone. W przypadku stwierdzenia, że wszystko wygląda tak jak należy, można przystąpić do dalszej kontroli diagnostycznej za pomocą wspomnianych wcześniej narzędzi. Sposób sprawdzania elementów różni się w zależności od ich rodzaju. Zawory jednomembranowe kontroluje się, podłączając ręczną pompę podciśnieniową po wcześniejszym odłączeniu przewodu podciśnieniowego. Na wyłączonym silniku należy wytworzyć podciśnienie rzędu 300 mbar i odczekać 5 minut. Ciśnienie nie powinno zmaleć w tym czasie. Test należy powtórzyć na pracującym i rozgrzanym silniku. Przy różnicy ciśnień rzędu 300 mbar obroty na biegu jałowym powinny być nierównomierne lub silnik powinien się całkiem wyłączyć. Na elementach z czujnikiem temperatury można również wykonać test rezystancji za pomocą termometru cyfrowego, zdejmując czujnik i podgrzewając go np. opalarką do określonych temperatur. W temperaturze 20°C rezystancja powinna wynosić ponad 1000 k Ω, w 70°C zakres wartości 60 – 280 k Ω jest normalny, a w 100°C oporność powinna być na poziomie 60 – 120 k Ω. Na zaworach dwumembranowych diagnostykę przeprowadza się tak samo, ale na obu króćcach podciśnieniowych. Jeżeli króćce usytuowane są jeden na drugim pompę podłącza się do dolnego elementu, a gdy są one przesunięte bocznie – do króćca oznakowanego kolorem czerwonym lub czarnym.
W silnikach dieslowskich zawór EGR można sprawdzić takim samym sposobem, co w silnikach benzynowych – na wyłączonej jednostce napędowej wytworzyć ciśnienie 500 mbar za pomocą ręcznej pompy i obserwować przez 5 minut. Wartość ciśnienia powinna utrzymać się na tym samym poziomie przez ten czas, aby można było stwierdzić dobry stan techniczny układu.
Czyszczenie czy wymiana zaworu EGR?
Zakładając, że ten element układu recyrkulacji spalin jest częścią eksploatacyjną, nie powinno dziwić to, że po jakimś czasie ulega on zużyciu. Szczególnie gdy nie jest regularnie czyszczony, a interwały serwisowe nie są przestrzegane. Zaleca się czyszczenie go co 60-80 tys. km w celu przedłużenia jego żywotności. W przypadku wystąpienia awarii starsze zawory można wciąż spróbować wyczyścić, aby rozwiązać problem. Jednak w nowszych konstrukcjach nie da to już wymiernego efektu. Wtedy pozostaje wymiana elementu. Ponieważ koszt nowej części jest dość wysoki można zdecydować się na zamiennik lub część regenerowaną. Należy jednak wybierać wyłącznie sprawdzone części wysokiej jakości. Samodzielna wymiana tego elementu nie jest czynnością skomplikowaną. Trudności mogą się pojawić jedynie z dostępem do zaworu EGR. Czasami może się okazać, że konieczny jest demontaż niektórych elementów jednostki napędowej. Ciężko może być również z odkręceniem śrub, które często znacznie się zapiekają. Po zdjęciu uszkodzonego elementu należy wyczyścić miejsce mocowania, usunąć resztki zużytej uszczelki, a na śruby warto przed ponownym wkręceniem nałożyć środek przeciw zapiekaniu.
Podsumowanie
Zawór recyrkulacji spalin jest istotnym elementem, który sprawia, że samochód jest bardziej przyjazny dla środowiska naturalnego oraz zużywa mniej paliwa. Jazda z uszkodzonym elementem wiąże się ze zwiększonym spalaniem, może doprowadzić do zablokowania kolektora dolotowego, awarii sondy lambda i zatkania filtra cząstek stałych. Przy dłuższym zwlekaniu z diagnostyką może dojść również do gaśnięcia silnika. Warto zatem profilaktycznie czyścić zawór EGR, aby zapobiec pojawianiu się tych problemów i konieczności jego wymiany.
Skomentuj