Разновидности систем EGR: 

• Пневмомеханические системы EGR
• Системы EGR с электронным управлением 

Пневмомеханические системы EGR

  На протяжении 10 лет после 1972 года пневмомеханическая система применялась на автомобилях Ford и Chrysler. В этой системе через впускную трубу ниже карбюратора проходил патрубок с выхлопными газами, которые поступали в ТВ-смесь через калиброванные отверстия. Эта, простейшая конструкция оказалась неэффективной, так как ре¬циркуляция выхлопных газов производилась постоянно, на всех режимах, приводя к замедлению прогрева двигателя и к неустойчивой работе на холостых оборотах.
  В 1972 г. на автомобилях Buick была применена другая пневмомеханическая система EGR, где потоком рециркуляции управлял специальных клапан Рис 1. Конструкция оказалась удачной и в различных вариантах исполнения применяется и по настоящее время.

Клапан 1 (Valve) удерживается в закрытом состоянии пружиной (Spring). При подаче разрежения в вакуумную полость через трубку 4 верхней части клапана (Vacum tube) мембрана  преодолевает сопротивление пружины и открывает клапан, выхлопные газы по каналу 6 (exhaust gas inlet port) проходят в задроссельную зону 7 (to intake manifold) впускного коллектора. Патрубок подачи вакуума клапана EGR подключается к впускному коллектору в области дроссельной заслонки 8. На холостых оборотах и при торможении дроссельная заслонка закрыта, разрежение над заслонкой практически отсутствует, клапан EGR закрыт, что и требуется. При средних нагрузках двигателя дроссельная заслонка приоткрыта, и так как под ней возникает разрежение, то клапан EGR открывается. При полной мощности дроссельная заслонка открыта, разрежение в области дроссельной заслонки слабое, клапан EGR будет закрыт.

  В большинстве случаев такой пневмоклапан EGR устанавливается на впускном коллекторе и соединяется с выпускной системамой стальными трубками.

  На некоторых моделях автомобилей Ford и Chrysler (выпуска до начала 80-х годов) в системе EGR использовалось разрежение в диффузоре карбюратора. Так как разрежение здесь слабое, приходилось использовать вакуумный усилитель, что значительно усложняло систему. В исправном состоянии такие пневмомеханические системы способны управлять рециркуляцией выхлопных газов при изменении нагрузки двигателя. Пневмомеханические системы EGR с сигналом разрежения от диффузора из-за низкой их надежности и высокой сложности в настоящее время не нашли применения. 

  Пневмомеханические системы EGR с управлением от разрежения за дроссельной заслонкой работают надежно, но не обладают достаточной точностью для обеспечения эффективной и экономичной работы двигателя на всех режимах. Так как температура двигателя не влияет на величину разрежения в задроссельной зоне, то система EGR включается и в режиме прогрева двигателя, что приведет к неустойчивости его оборотов на холостом ходу.

  Для управления системой EGR был принято решение использовать термоклапан. Устанавливался он на радиаторе или в водяной рубашке , который подключает систему EGR к источнику разрежения только после прогрева двигателя до рабочей температуры (Тд>6О°С).

  Для пневмомеханических систем EGR разработаны и применяются различные способы управления рециркуляцией выхлопных газов в зависимости от режима двигателя:

• Таймеры, блокирующие систему EGR сразу после включения двигателя.
• Термоклапаны, отключающие источник разрежения от клапана EGR при низкой температуре ТВ-смеси во впускном коллекторе.
• Блокировка системы EGR при высокой скорости движений автомобиля по сигналу от спидометра.
• Двухступенчатое управление по высокому и низкому разрежению в пневмоклапане EGR с двумя диафрагмами.

 На рисунке показан клапан с двумя диафрагмами:

Термоклапан. Слева на рисунке двигатель не прогрет, справа прогрет:

1 — термочувствительный элемент;
2 — запирающий клапан;
3 — канал открыт;
4 — патрубок к клапану EGR;
5 — патрубок к источнику разрежения;
6 — охлаждающая жидкость

Работа системы EGR с учетом давления выхлопных газов
  Давление выхлопных газов в выпускном коллекторе связано с нагрузкой двигателя и используется в системе EGR для оптимизации ее работы. Наиболее удачной оказалась конструкция, появившаяся в конце 70-х годов на автомобилях Ford и General Motors, где преобразователь давления выхлопных газов интегрирован в клапан EGR.

Различают преобразователи высокого давления и преобразователи низкого давления.

1 — вентиляционное отверстие (связь с атмосферой);
2 — вспомогательная пружина;
3 — жиклерное отверстие вакуумной камеры (открыто);
4 — жиклерное отверстие вакуумной камеры (закрыто);
5 — вакуумная камера с главной пружиной;
6 — штуцер для подвода разрежения;
7 — диафрагма;
8 — полый шток;
9 — поток выхлопных газов во впускном коллекторе;
10 — низкое давление выхлопных газов (клапан EGR закрыт);
11 — выхлопные газы под высоким давлением (клапан EGR открыт)

  В системах с преобразователем высокого давления выхлопные газы 11 через полый шток 8 закрытого клапана EGR поступают в пространство под диафрагмой 7. При достаточном давлении они преодолевают сопротивление вспомогательной пружины 2 и закрывают жиклерное отверстие 3 в вакуумной камере 5. Вакуумная камера 5 становится герметичной, и прикладываемое через штуцер 6 разрежение открывает клапан EGR. Давление выхлопных газов в зоне клапана EGR падает, жиклерное отверстие открывается и клапан EGR снова закрывается. Процесс повторяется с частотой около 30 Гц.

  Системы EGR с преобразователем низкого давления (см. рисунок ниже) используются в двигателях, где давление выхлопных газов в выпускном коллекторе относительно невелико. Здесь жиклерное отверстие 8 преобразователя 2 и запорное устройство ,5 клапана EGR нормально закрыты. При подаче разрежения в штуцер 7 диафрагма 6 преодолевает сопротивление главной пружины 9, шток 10 поднимается и запорное устройство 5 клапана EGR открывается. Часть выхлопных газов 4 перепускается во впускной коллектор. Теперь давление выхлопных газов несколько падает и жиклерное отверстие открывается, а клапан EGR закрывается. Процесс повторяется периодически.

1 — диафрагма;
2 — преобразователь;
3 — поток выхлопных газов во впускной коллектор;
4 — выхлопные газы из выпускного коллектора;
5 — запорное устройство клапана EGR;
6 — диафрагма преобразователя;
7 — штуцер для подвода разрежения;
8 — жиклерное отверстие (закрыто);
9 — главная пружина;
10 — шток

  Клапан EGR с преобразователем низкого давления имеет высокое быстродействие и может устанавливаться на двигателях с высокой степенью сжатия, склонных к детонации. 

Системы EGR с электронным управлением

  С начала 80-х годов систему EGR с пневмоклапаном начинают интегрировать в электронную систему управления двигателем. Подпрограммы в ЭБУ (электронном блоке управления) двигателя, обслуживающие EGR, получают входную информацию от датчиков положения дроссельной заслонки, разрежения во впускном коллекторе, на некоторых моделях, от датчика давления выхлопных газов в выпускном коллекторе. Кроме того используется сигнал от датчика температуры охлаждающей жидкости или устанавливается терморезистор в основании клапана EGR.

Клапан EGR с управлением по утечки разряжения во впускном коллекторе

1 — ввод разрежения;
2 — воздушный фильтр для подачи атмосферного воздуха;
3 — электроклапан;
4 — датчик положения клапана EGR;
5 — диафрагма;
6 — поток выхлопных газов на выходе клапана EGR;
7 — шина питания;
8 — ЭБУ;
9 — сигнал датчика положения клапана EGR;
10 — атмосферный воздух;
11 — вакуумная камера

  Положение клапана EGR контролируется специальным датчиком (поз. 4 на рис. выше). ЭБУ управляет пневмоклапаном EGR опосредовано, с применением управляющего электропневмокалапана. Подключая или отключая источник разрежения через управляющий электропневмоклапан, ЭБУ реализует программное управление процессом рециркуляции. Датчик представляет собой потенциометр, преобразующий перемещение штока в напряжение управляющего сигнала на клеме A3. 

  Управление по утечке разрежения сводится к подаче атмосферного воздуха 10 в вакуумную, камеру 11 клапана EGR через электроклапан 3 с управлением от ЭБУ. Для повышения точности и быстродействия потенциометр электроклапана запитывается от стабилизатора напряжения через клемму А4-ЭБУ. Это обеспечивает быстродействие, достаточное для работы в двигателях с наддувом.

Цифровые клапаны EGR

  Такие клапаны впервые применены в 1990 году на некоторых двигателях General Motors. Ваку¬умный сигнал здесь не используется. В цифровом клапане EGR между впускным и выпускным коллекторами имеется три отверстия с площадями сечений в
пропорции 4:2:1 или два отверстия с площадями в пропорции 2:1. Не зависимо управляемые от ЭБУ три соленоида в электроклапане открывают отверстия в различных комбинациях, обеспечивая 7 уровней потока рециркуляции выхлопных газов для трех отверстий или 3 уровня для двух. Конструкции оказалась надежней в эксплуатации и проще при сборке, чем традиционная система EGR с вакуумным управлением. В цифровом клапане запорные устройства с большим усилием прижаты к основанию и утечки маловероятны.

1 — крышка; 
2 — болт; 
3 — клапан; 
4 — основание клапана EGR; 
5 — прокладка; 
6 — прокладка между основанием и блоком клапанов; 
7 — основание блока электроклапанов; 
8 — соленоиды

  В этой статье мы рассказали о том, какие бывают системы EGR и как они устроены. Но охватить все конструкции систем просто не получится. При ремонте и поиска неисправностей необходимо руководствоваться только технической документацией к конкретному автомобилю и использовать необходимое оборудование для диагностики этих систем и не только. 

Статья подготовлена по материалам В.Ф. Яковлева