08.05.2012. Наше будущее зависит от ресурсов нашей планеты. Один из таких ресурсов – это воздух, которым мы дышим. В последние годы индустриальное развитие идет семимильными шагами вперед. Растет количество жителей земли, заводов, автомобилей, и как следствие расходуется такой природный ресурс, как воздух, а количество деревьев – природный фильтр – с каждым годом уменьшается. В цивилизованных странах, прогнозируя будущее, стараются уменьшить пагубное влияние человека на окружающую среду. Поэтому введение более жестких норм на токсичность выхлопа автомобиля – это не чей-то злой умысел или желание заработать, а стремление сохранить наш дом, «голубую планету», пригодной для жизни наших детей.

Во всем мире идет борьба за экономичность автомобилей, но связанные с экономией топлива процессы, происходящие в двигателе автомобиля, заставляют вырабатывать новые для нас, ранее не контролируемые соединения NOx. В результате химических процессов, протекающих в моторе, выделяются вредные вещества СО, СН, NOx. Что же это за вредные соединения: NOx?

Состав выхлопных газов бензинового мотора

В процессе горения азот участия не принимает, так как он инертен. Но оказалось, что при очень высоких температурах (свыше 800°С) даже азот начинает вступать в реакцию с кислородом. Такие высокие температуры возникают в камере сгорания при высоком давлении и обедненной смеси: это практически все современные моторы. В процессе реакции получается несколько соединений оксидов азота NО и NО2.

Состав выхлопных газов дизельного мотора

Свойства оксидов азота 

Монооксид азота (NO) – это бесцветный, без запаха, плохо растворимый в воде газ. Он составляет более 90% от всех оксидов азота, образуемых при высокотемпературном горении. Если концентрация находится в пределах от 10 до 50 ppm., он не является сильно токсичным и раздражающим веществом.

Диоксид азота (NO2) – это газ, который заметен даже при небольшой концентрации: он имеет коричневатокрасноватый цвет и особый острый запах. При концентрации более 10 ppm. диоксид азота является сильным коррозийным веществом и сильно раздражает носовую полость и глаза. При концентрации более 150 ppm. вызывает бронхит, а свыше 500 ppm. – отек легких, даже если воздействие длилось всего несколько минут.

Монооксид азота NO, который присутствует в городском воздухе, может самопроизвольно переходить в диоксид азота NO2 при фотохимическом окислении. И вот, таким образом, из инертного газа мы получили ядовитое соединение, влияющее на наше здоровье. А том, что NOx влияет пагубно на окружающую среду, производители автомобилей знали давно.

Начиная с 1980 года на автомобили, выпускающиеся для определенных рынков, устанавливали системы, уменьшающие количества НОх. Это система EGR, а расшифровывается эта аббревиатура как Exhaust Gas Recirculation, что в переводе означает «рециркуляция отработавших газов». Компания Wahler – лидер в разработке систем EGR на европейском рынке.

Так что же это за система EGR и как она помогает нам дышать чистым воздухом? Оказалось, что все очень просто: необходимо часть отработавших газов опять направить в камеру сгорания. Вследствие повторного направления газов температура горения понизится, и в результате снизится количество NOx, а еще снизится и общее количество выхлопных газов. Да и коленчатому валу станет крутиться легче: не надо с таким усилием всасывать воздух через закрытую дроссельную заслонку. Эффект налицо.

Решение проблемы

Но возникли и проблемы. Количество выхлопных газов надо точно дозировать в зависимости от режима нагрузки двигателя, от наполнения цилиндров рабочей смесью, от оборотов двигателя. Для управления количеством отработавших газов в систему EGR установили клапан, через который блок управления двигателем мог изменять количество газов, поступающих обратно в мотор. Первоначально использовался клапан с пневматическим управлением.

Но вот снова проблема: клапан дозирует газы, а они - то горячие, то холодные, и практически всегда содержат механические частицы, продукты горения, а еще изношенные двигатели «подкидывают» немного масла. Вот в такой клейко-грязной среде и приходится работать клапану. А иногда работать просто невозможно, и клапан «подклинивает» или заклинивает полностью.

И если клапан заклинил в открытом состоянии, то эффект полностью противоположен: вместо борьбы с вредными соединениями мы получаем снижение мощности мотора, увеличенный расход топлива и образование сажи в выхлопе. И новая проблема для СТО: как среди различных систем двигателя найти ту, которая вызывает дым и увеличенный расход топлива, при этом снижая мощность? Вот загадка для диагноста!

Контролировать объем отработавших газов, проходящих через клапан, невозможно: не позволяет температура и загрязнения. Контроль по косвенным параметрам и расчетным характеристикам оказался неточным, да и нормы токсичности постоянно ужесточаются.

Компания Wahler установила в клапанах EGR электронную систему собственного контроля. Естественно, что клапан стал сложнее и дороже, зато повысилась точность управления, да и механикам жизнь упростилась: возьми сканер да почитай. Еще и лампочка «Checkengine» разбудит водителя и направит его на сервис. А для того, чтобы нерадивый водитель не игнорировал аварийную лампочку, включится режим ограничения мощности – и тут уж дорога только на СТО.