Système de recirculation des gaz d'échappement

Avec les exigences croissantes des normes environnementales, des systèmes supplémentaires sont progressivement ajoutés à une voiture moderne qui modifient les modes de fonctionnement du moteur à combustion interne, ajustent la composition du mélange air-carburant, neutralisent les composés hydrocarbonés contenus dans l'échappement, etc.

Ces dispositifs comprennent convertisseur catalytique, adsorbeur, AdBlue et d'autres systèmes. Nous en avons déjà parlé en détail. Nous allons maintenant nous concentrer sur un autre système, dont chaque automobiliste est obligé de surveiller la santé. Il s'agit de la recirculation des gaz d'échappement. Considérez à quoi ressemble le dessin du système, comment il fonctionne, quels types il existe et quels sont ses avantages.

Qu'est-ce qu'un système de recirculation de gaz de voiture

Dans la littérature technique et dans la description de la voiture, ce système est appelé EGR. Le décodage de cette abréviation de l'anglais signifie littéralement «recirculation des gaz d'échappement». Si vous n'allez pas dans les détails des différentes modifications des systèmes, en fait, il s'agit d'une vanne de recirculation qui est installée sur le tuyau reliant les collecteurs d'admission et d'échappement.

Ce système est installé sur tous les moteurs modernes équipés d'une unité de commande électronique. L'électronique vous permet d'ajuster plus précisément divers mécanismes et processus dans l'unité de puissance, ainsi que dans les systèmes dont le travail est étroitement lié au fonctionnement du moteur à combustion interne.

À un certain moment, le volet EGR s'ouvre légèrement, ce qui fait que l'échappement pénètre partiellement dans le système d'admission du moteur (pour plus d'informations sur l'appareil et le principe de son fonctionnement, lisez dans un autre avis). En conséquence, le flux d'air frais est partiellement mélangé avec les gaz d'échappement. À cet égard, la question se pose: pourquoi avez-vous besoin de gaz d'échappement dans le système d'admission, si une quantité suffisante d'oxygène est nécessaire pour le fonctionnement efficace du moteur? S'il y a une certaine quantité d'oxygène non brûlé dans les gaz d'échappement, la sonde lambda peut le montrer (cela est décrit en détail ici). Essayons de traiter cette apparente contradiction.

Objectif du système de recirculation des gaz d'échappement

Ce n'est un secret pour personne que lorsque le carburant et l'air comprimé dans le cylindre brûlent, non seulement une énergie décente est libérée. Ce processus s'accompagne de la libération d'une grande quantité de substances toxiques. Les plus dangereux d'entre eux sont les oxydes azotés. En partie, ils sont combattus par un convertisseur catalytique, qui est installé dans le système d'échappement d'une voiture (de quels éléments ce système se compose et comment fonctionne-t-il, lisez séparément).

Une autre possibilité pour réduire la teneur de ces substances dans l'échappement est de modifier la composition du mélange air-carburant. Par exemple, l'unité de commande électronique augmente ou diminue la quantité de carburant injecté dans la partie fraîche de l'air. C'est ce qu'on appelle l'appauvrissement / enrichissement du MTC.

En revanche, plus il y a d'oxygène dans la bouteille, plus la température de combustion du mélange air / carburant est élevée. Au cours de ce processus, l'azote est libéré de la combinaison de la décomposition thermique de l'essence ou du carburant diesel et des températures élevées. Cet élément chimique entre dans une réaction oxydative avec l'oxygène, qui n'a pas eu le temps de brûler. De plus, la vitesse de formation de ces oxydes est directement liée à la température du milieu de travail.

Le but du système de recirculation est précisément de réduire la quantité d'oxygène dans la partie fraîche de l'air. En raison de la présence d'une petite quantité de gaz d'échappement dans la composition du VTS, un léger refroidissement du processus de combustion dans les cylindres est assuré. Dans ce cas, l'énergie du processus lui-même ne change pas, car le même volume continue à pénétrer dans le cylindre, qui contient la quantité d'oxygène nécessaire pour enflammer le carburant.

Le flux de gaz est classiquement considéré comme inerte, car il est un produit de la combustion de HTS. Pour cette raison, à lui seul, il n'est plus capable de brûler. Si une certaine quantité de gaz d'échappement est mélangée à une portion fraîche du mélange air-carburant, la température de combustion diminuera légèrement. Pour cette raison, le processus d'oxydation de l'azote sera moins actif. Certes, la recirculation réduit légèrement la puissance du groupe motopropulseur, mais la voiture conserve son dynamisme. Cet inconvénient est si insignifiant qu'il est presque impossible de remarquer la différence dans le transport ordinaire. La raison en est que ce processus ne se produit pas aux modes de puissance du moteur à combustion interne, lorsque sa vitesse augmente. Il ne fonctionne qu'à bas et moyen régime (dans les unités à essence) ou au ralenti et à bas régime (dans le cas des moteurs diesel).

Ainsi, le but du système EGR est de réduire la toxicité de l'échappement. Grâce à cela, la voiture a plus de chances de s'intégrer dans le cadre des normes environnementales. Il est utilisé sur n'importe quel moteur à combustion interne moderne, qu'il s'agisse d'essence ou de diesel. La seule mise en garde est que le système n'est pas compatible avec certaines unités équipées de turbocompresseurs.

Principes généraux de fonctionnement du système de recirculation des gaz d'échappement

Bien qu'aujourd'hui il existe plusieurs types de systèmes dans lesquels le raccordement du collecteur d'échappement à l'entrée via une vanne pneumatique est réalisé, ils ont un principe de fonctionnement commun.

La vanne ne s'ouvre pas toujours. Lorsqu'un moteur froid démarre, tourne au ralenti et aussi lorsqu'il atteint la vitesse maximale du vilebrequin, l'accélérateur doit rester fermé. Dans d'autres modes, le système fonctionnera et la chambre de combustion de chaque groupe cylindre-piston recevra une petite quantité de produits de combustion de carburant.

Si l'appareil fonctionne au ralenti du moteur ou en train d'atteindre sa température de fonctionnement (à propos de ce qu'il devrait être, lisez ici), l'unité deviendra instable. L'efficacité maximale de la soupape EGR n'est atteinte que lorsque le moteur tourne à un régime proche de la moyenne. Dans d'autres modes, la concentration d'oxydes d'azote est beaucoup plus faible.

Lorsque le moteur chauffe, la température de combustion dans les chambres n'est pas si élevée qu'une grande quantité d'oxydes nitreux se forme, et une petite quantité d'échappement n'est pas nécessaire pour retourner dans les cylindres. La même chose se produit à basse vitesse. Lorsque le moteur atteint sa vitesse maximale, il doit développer une puissance maximale. Si la vanne est déclenchée, elle n'interférera que, par conséquent, dans ce mode, le système sera dans un état inactif.

Quel que soit le type de système, l'élément clé est un volet qui bloque l'accès des gaz d'échappement au système d'admission. Étant donné que la température élevée du flux de gaz occupe plus de volume que l'analogue refroidi, les gaz d'échappement doivent être refroidis afin que l'efficacité de la combustion du HTS ne diminue pas. Pour cela, il existe un refroidisseur supplémentaire ou intercooler associé au système de refroidissement du moteur. Le circuit de chaque modèle de voiture peut être différent, mais il aura un radiateur qui stabilise le processus de maintien de la température optimale pour l'appareil.

Quant aux moteurs diesel, leur soupape est ouverte à XX. Le vide dans le système d'admission aspire les gaz d'échappement dans les cylindres. Dans ce mode, le moteur reçoit environ 50% des gaz d'échappement (par rapport à l'air frais). Au fur et à mesure que la vitesse augmente, l'actionneur de registre le déplace progressivement vers la position fermée. C'est essentiellement ainsi que fonctionne le diesel.

Si nous parlons d'une unité à essence, une concentration élevée de gaz d'échappement dans le conduit d'admission entraîne un mauvais fonctionnement du moteur à combustion interne. Par conséquent, dans ce cas, le fonctionnement du système est légèrement différent. La soupape s'ouvre lorsque le moteur atteint une vitesse moyenne. De plus, le contenu des gaz d'échappement dans une portion fraîche de BTC ne doit pas dépasser 10%.

Le conducteur apprend une régénération incorrecte par le signal Check Engine sur le tableau de bord. Voici les principales pannes qu'un tel système peut avoir:

• Le capteur d'ouverture du volet est cassé. Habituellement, à part un dosage incorrect et une ampoule qui s'allume sur le rangé, rien de critique ne se passe.
• Endommagement de la vanne ou de son capteur. La raison principale de ce dysfonctionnement est le contact constant avec les gaz chauds sortant du moteur. Selon le type de système, la panne de cet élément peut s'accompagner d'un épuisement ou inversement d'un enrichissement du MTC. Si les moteurs utilisent un système combiné équipé de capteurs tels que MAF et MAP, alors au ralenti, le mélange devient excessivement enrichi et à une vitesse de vilebrequin élevée, le BTC est considérablement plus maigre.

Lorsque le système tombe en panne, l'essence ou le diesel brûle mal, ce qui entraîne des dysfonctionnements associés, par exemple, la durée de vie du catalyseur est fortement réduite. Voici à quoi ressemble le comportement du moteur en pratique avec un mécanisme de retour des gaz d'échappement défectueux.

Pour stabiliser le régime de ralenti, l'unité de commande ajuste le fonctionnement du système d'alimentation en carburant et l'allumage (s'il s'agit d'une unité à essence). Cependant, il ne peut pas faire face à cette tâche en mode transitoire, car l'ouverture du papillon augmente considérablement le vide et la pression d'échappement augmente fortement, ce qui fait que davantage de gaz d'échappement s'écoule à travers l'amortisseur ouvert.

En conséquence, le moteur ne reçoit pas la quantité d'oxygène nécessaire à la combustion complète du carburant. Selon le degré de panne, la voiture peut secouer, il peut y avoir des ratés, une instabilité ou une absence totale de XX, le moteur à combustion interne peut mal démarrer, etc.

Une lubrification par brouillard est présente dans le collecteur d'admission de l'unité. Avec son contact constant avec les gaz d'échappement chauds, les surfaces intérieures du collecteur, les soupapes, la surface extérieure des injecteurs et des bougies d'allumage seront rapidement recouvertes de dépôts de carbone. Dans certains cas, l'allumage du carburant peut se produire avant que le BTC n'entre dans le cylindre (si vous appuyez brusquement sur la pédale d'accélérateur).

Quant au régime de ralenti instable, en cas de panne de la vanne EGR, il peut soit disparaître complètement, soit atteindre des limites critiques. Si la voiture est équipée d'une transmission automatique, l'automobiliste dans le second cas devra bientôt dépenser de l'argent pour la réparation de la transmission automatique. Étant donné que chaque fabricant met en œuvre le processus de recirculation des gaz d'échappement à sa manière, le dysfonctionnement de ce système est de nature individuelle. De plus, les conséquences de cette situation sont directement influencées par l'état technique de l'unité motrice, du système d'allumage et du système d'alimentation en carburant.

La désactivation du système fera travailler le moteur diesel plus fort au ralenti. Une consommation de carburant inefficace sera observée dans un moteur à essence. Dans certains cas, le catalyseur s'encrasse plus rapidement en raison de la grande quantité de suie qui apparaît à la suite de l'utilisation d'un mélange air-carburant incorrect. La raison en est que l'électronique d'une voiture moderne est conçue pour ce système. Pour éviter que l'unité de contrôle ne modifie la recirculation, vous devez la réécrire, comme pour le réglage de la puce (lire à propos de cette procédure ici).

Types de systèmes de recirculation

Dans une voiture moderne, l'un des trois types de systèmes EGR peut être installé sur l'unité motrice:

1. Conforme à la norme écologique Euro4. Il s'agit d'un système haute pression. Le volet est situé directement entre les collecteurs d'admission et d'échappement. A la sortie du moteur, le mécanisme se trouve devant la turbine. Dans ce cas, une vanne électropneumatique est utilisée (auparavant, un analogue pneumatique-mécanique était utilisé). L'action d'un tel schéma est la suivante. Gaz fermé - le moteur tourne au ralenti. Le vide dans le conduit d'admission est petit, le volet est donc fermé. Lorsque vous appuyez sur l'accélérateur, le vide dans la cavité augmente. En conséquence, une contre-pression est créée dans le système d'admission, grâce à laquelle la soupape s'ouvre complètement. Une certaine quantité de gaz d'échappement est renvoyée vers les cylindres. Dans ce cas, la turbine ne fonctionnera pas, car la pression des gaz d'échappement est faible et ils ne peuvent pas faire tourner sa roue. Les vannes pneumatiques ne se ferment pas après ouverture tant que la vitesse du moteur n'est pas redescendue à la valeur appropriée. Dans les systèmes plus modernes, la conception de recirculation comprend des vannes et des capteurs supplémentaires qui ajustent le processus en fonction des modes du moteur.
2. Conforme à la norme écologique Euro5. Ce système est à basse pression. Dans ce cas, le design est légèrement modifié. L'amortisseur est situé dans la zone derrière le filtre à particules (pourquoi il est nécessaire et comment il fonctionne, lisez ici) dans le système d'échappement et dans l'admission - devant le turbocompresseur. L'avantage d'une telle modification est que les gaz d'échappement ont le temps de se refroidir légèrement et, en raison de leur passage à travers le filtre, ils sont débarrassés de la suie et d'autres composants, ce qui permet au dispositif du système précédent d'avoir une durée de vie plus courte. Cet agencement assure le retour des gaz d'échappement également en mode turbocompresseur, puisque l'échappement passe complètement à travers la roue de turbine et la fait tourner. Grâce à un tel dispositif, le système ne réduit pas la puissance du moteur (comme le disent certains automobilistes, il n'étouffe pas le moteur). Dans de nombreux modèles de voitures modernes, le filtre à particules et le catalyseur sont régénérés. En raison du fait que la valve et son capteur sont situés plus loin de l'unité chargée thermiquement de la voiture, ils ne tombent pas souvent en panne après plusieurs de ces procédures. Pendant la régénération, la soupape sera fermée car le moteur a besoin de carburant supplémentaire et de plus d'oxygène pour augmenter temporairement la température dans le DPF et brûler la suie qu'il contient.
3. Conforme à la norme écologique Euro6. C'est un système combiné. Sa conception est constituée d'éléments faisant partie des dispositifs décrits ci-dessus. Étant donné que chacun de ces systèmes ne fonctionne que dans son propre mode, les systèmes d'admission et d'échappement du moteur à combustion interne sont équipés de soupapes provenant des deux types de mécanismes de recirculation. Lorsque la pression dans le collecteur d'admission est faible, un étage typique de l'indicateur Euro5 (basse pression) est déclenché, et lorsque la charge augmente, l'étage est activé, qui est utilisé dans les voitures conformes à la norme Euro4 (haute pression) eco la norme.

C'est ainsi que fonctionnent les systèmes qui appartiennent au type de recirculation externe (le processus se déroule à l'extérieur de l'unité de puissance). En plus de cela, il existe un type qui fournit une alimentation interne en gaz d'échappement. Il est capable de travailler sur une partie de l'échappement comme s'il entrait dans le collecteur d'admission. Seul ce processus est assuré en tournant légèrement les arbres à cames. Pour cela, un déphaseur est en plus installé dans le mécanisme de distribution de gaz. Cet élément, dans un certain mode de fonctionnement du moteur à combustion interne, modifie légèrement le calage des soupapes (ce que c'est et quelle valeur ils ont pour le moteur, il est décrit séparément).

Dans ce cas, les deux soupapes du cylindre s'ouvrent à un certain moment. La concentration de gaz d'échappement dans la partie BTC fraîche dépend de la durée pendant laquelle ces soupapes sont ouvertes. Au cours de cette procédure, l'entrée s'ouvre avant que le piston n'atteigne le point mort haut et la sortie se ferme juste avant le PMH du piston. En raison de cette courte période, une petite quantité d'échappement s'écoule dans le système d'admission et est ensuite aspirée dans le cylindre lorsque le piston se déplace vers BDC.

L'avantage de cette modification est une répartition plus uniforme des gaz d'échappement dans les cylindres, ainsi que la vitesse du système est beaucoup plus élevée que dans le cas d'une recirculation externe.

Les systèmes de recirculation modernes comprennent un radiateur supplémentaire, dont l'échangeur de chaleur permet aux gaz d'échappement d'être rapidement refroidis avant qu'ils ne pénètrent dans le conduit d'admission. Il est impossible de spécifier la configuration exacte d'un tel système, car les constructeurs automobiles mettent en œuvre ce processus selon différents schémas, et des éléments de commande supplémentaires peuvent être situés dans le dispositif.

Vannes de recirculation de gaz

Par ailleurs, il convient de mentionner les variétés de vannes EGR. Ils diffèrent les uns des autres par la manière dont ils sont gouvernés. Selon cette classification, tous les mécanismes sont divisés en:

• Vannes pneumatiques. Ce type d'appareil est rarement utilisé. Ils ont un principe de fonctionnement sous vide. Le volet est ouvert par le vide généré dans le conduit d'admission.
• Electro-pneumatique. Une électrovanne commandée par une ECU est connectée à la vanne pneumatique dans un tel système. L'électronique du système embarqué analyse les modes du moteur et ajuste en conséquence le fonctionnement du registre. L'unité de commande électronique reçoit des signaux de capteurs pour la température et la pression d'air, la température du liquide de refroidissement, etc. et, en fonction des données reçues, active l'entraînement électrique du dispositif. La particularité de ces vannes est que l'amortisseur qu'elles contiennent est soit ouvert, soit fermé. Le vide dans le système d'admission peut être créé par une pompe à vide supplémentaire.
• Électronique. Il s'agit du développement de mécanismes le plus récent. Les électrovannes fonctionnent directement à partir des signaux de l'ECU. L'avantage de cette modification est leur bon fonctionnement. Il est réalisé grâce à trois positions de registre. Cela permet au système d'ajuster automatiquement la dose de gaz d'échappement en fonction du mode du moteur à combustion interne. Le système n'utilise pas de vide dans le conduit d'admission pour contrôler la soupape.

Avantages du système de recirculation

Contrairement à la croyance populaire selon laquelle le système de respect de l'environnement d'un véhicule n'est pas bénéfique pour le groupe motopropulseur, la recirculation des gaz d'échappement présente certains avantages. Quelqu'un peut ne pas comprendre pourquoi installer un système qui réduit la puissance du moteur à combustion interne, si des neutralisants supplémentaires peuvent être utilisés (mais dans ce cas, le système d'échappement sera littéralement «doré», puisque les métaux précieux sont utilisés pour neutraliser les substances toxiques) . Pour cette raison, les propriétaires de telles machines sont parfois configurés pour désactiver le système. Malgré les inconvénients apparents, la recirculation des gaz d'échappement est même quelque peu bénéfique pour l'unité motrice.

Voici quelques raisons de ce processus:

1. Dans un moteur à essence, en raison du faible indice d'octane (à propos de ce que c'est et du rôle que ce paramètre affecte sur le moteur à combustion interne, lisez séparément) une détonation de carburant se produit souvent. La présence de ce dysfonctionnement sera signalée par le capteur du même nom, qui est décrit en détail ici... La présence d'un système de recirculation élimine cet effet négatif. Malgré la contradiction apparente, la présence d'une valve egr, au contraire, permet d'augmenter la puissance de l'unité, par exemple, si vous définissez un calage d'allumage différent pour un allumage antérieur.
2. Le prochain avantage s'applique également aux moteurs à essence. Dans la manette des gaz de tels ICE, il y a souvent une grande perte de charge, en raison de laquelle il y a une petite perte de puissance. L'opération de recirculation permet également de réduire cet effet.
3. Comme pour les moteurs diesel, en mode XX, le système assure un fonctionnement plus doux du moteur à combustion interne.
4. Si la voiture passe le contrôle environnemental (par exemple, lors du franchissement de la frontière avec les pays de l'UE, cette procédure est obligatoire), la présence de recyclage augmente les chances de passer ce contrôle et d'obtenir un laissez-passer.

Dans la plupart des modèles automobiles, le système de recirculation n'est pas si facile à désactiver, et pour que le moteur fonctionne de manière stable sans lui, des réglages supplémentaires de l'unité de commande électronique devront être effectués. L'installation d'un autre logiciel empêchera l'ECU de répondre au manque de signaux des capteurs EGR. Mais il n'y a pas de tels programmes d'usine, donc en modifiant les paramètres électroniques, le propriétaire de la voiture agit à ses propres risques et périls.

En conclusion, nous proposons une courte vidéo animée sur le fonctionnement de la recirculation dans le moteur:

Une explication simple de la recirculation des gaz d'échappement (EGR)

Questions et réponses

Comment vérifier la vanne EGR ? Les contacts de la vanne sont sous tension. Un clic doit se faire entendre. Les autres procédures dépendent du site d'installation. Fondamentalement, il est nécessaire d'appuyer légèrement sur la membrane à vide pendant que le moteur tourne.

A quoi sert une vanne EGR ? C'est un élément nécessaire pour réduire la teneur en substances nocives à l'échappement (une partie des gaz est dirigée vers le collecteur d'admission) et pour augmenter les performances de l'unité.

Où se trouve la vanne EGR ? Cela dépend de la conception du moteur. Vous devez le rechercher dans la zone du collecteur d'admission (sur le collecteur lui-même ou sur la canalisation qui relie l'admission au moteur).

Comment fonctionne une soupape d'échappement? Lorsque le papillon est davantage ouvert, en raison de la différence de pression dans les collecteurs d'admission et d'échappement, une partie des gaz d'échappement est aspirée dans le système d'admission du moteur à combustion interne via la vanne EGR.