Na základě dotazu přináším pár informací ohledně likvidace jedné ekologické
fíčury ve vašem voze. Úvodem podotýkám, že toto není návod, pouze povšechná
informace, a pokud se někdo na základě ní pokusí modifikovat svoje vozidlo,
je to jen jeho problém. Také předesílám, že závěrem tohoto článku bude
EGR neodpojovat.
Princip
EGR (exhaust gas recirculation) je proces v moderním spalovacím motoru
(zážehovém i vznětovém), při kterém je část výfukových plynů přiváděna
zpět do sání a účastní se opět procesu spalování. Spalování se tak neúčastní
pouze vzduch a palivo, ale také tato inertní složka. Pro lepší představu,
je to jako propojit odtok ze záchoda s přítokem do kuchyňského dřezu.
U zážehového motoru je zpětně přivávěno asi 10% obsahu válce. Dodatečně
přivedená inertní složka snižuje celkovou tepelnou kapacitu obsahu válce
a tím snižuje teplotu spalování. a to snižuje produkci NOx (NOx typicky
vznikají při teplotě spalování nad 2500°C). Snížením teploty spalování
můžeme zamezit klepání a nastavit větší předstih (zvýšení účinnosti). Protože
část tepla "schováme" do zahřátí inertní složky, může výrobce motor navrhnout
tak, aby se stěny válců a hlava ohřívaly více (narozdíl od oldschool přístupu,
kdy to celé bylo navrženo tak, aby teplo bylo nejvíce odváděno mimo spalovací
prostor) a tím zvyšovat efektivitu celého motoru, protože zůstane více
tepla akumulovaného pro expanzní fázi. Další profit u zážehového motoru
plyne z toho, že na získání stejného výkonu musíme více šlápnout na plyn,
takže škrtící klapka je více otevřena a snižují se pneumatické ztráty v
sacím potrubí. U vznětového motoru je zpětně příváděno až 50% a u nich
nahrazuje inertní složka vzduch (diesely pracují vždy s přebytkem vzduchu,
kromě případů, kdy je motor uměle "přidušen" kvůli vypalování DPF) a zanikají
i výhody z minimalizace pneumatických ztrát.
Nevýhodou u zážehového motoru je ztráta výkonu (klesá objem práce, kterou
můžeme "vytáhnout" z pístu), proto je EGR neaktivní při plném plynu. Další
nevýhodou je, že s rostoucím procentem EGR klesá rovnoměrnost hoření -
lidově řečeno, nepovede se všechny složky tak hezky smíchat, aby nevznikly
"ostrůvky", které vyvolají nesouvislé hoření. To se projeví hrubým chodem
motoru a vibracemi. Benzínové auto s vadným EGR má někdy zvuk jako TDičko
v bezvadné kondici. U dieselu vznikají další problémy - plyny přiváděné
zpět do sání je nutné chladit. Protože je záchod propojen s dřezem, dostává
se do dřezu to, co bylo předtím v záchodě, motor produkuje více sazí, které
je nutno zachycovat v částicovém filtru. Jenže částicový filtr potřebuje
pro svoji funkci vzduch a palivo, aby mohl saze vypálit - jsou to vlastně
taková kamna, ve kterých se z velkých kusů uhlí dělají malé kusy uhlí -
a když mu část vzduchu sebereme přidáním inertní složky, sebereme mu část
funkce.
Další okruh problémů plyne z funkce EGR komponent. Výfukové plyny obsahují
částečky uhlíku, ty dříve nebo později zaserou součásti EGR systému. Do
sání je vyvedeno odvětrání klikové skříně, směs částeček z EGR spolu s
olejovými výpary vytvoří něco jako asfalt a ten zalepí sání a všechny mechanismy
v něm včetně škrtící klapky, redukuje průřez kanálů a krade výkon. Někdy
to zabalí ty komponenty samy o sobě, protože jsou zatíženy velkými teplotami
a v korozivním prostředí. EGR ventily většinou nepřežijí bez nějakého servisního
zásahu 200.000km. U některých aut je to kolorit stejně jako váhy vzduchu
u motorů TDi, zejména se to týká francouzských HDi, jejichž majitelé si
pak stěžují, že jim to nejede a hulí. Někdy se také tvrdí, že EGR zvyšuje
kyselost motorového oleje a tím zvyšuje jeho korozní účinek, těžko říci
- žádnou relevantní studii na toto téma jsem nenalezl. Nabízí se samozřejmě
otázka, zda přínosy ze snížení emisí NOx skrze EGR vyvážily negativa z
degradace stavu motoru dlouhodobým vlivem propojení záchodu s dřezem.
Neplatí lidová teorie, že EGR je tam proto, aby se spálily případné
zbytky paliva při nedokonalém spalování. I když u některých předkomůrkových
dieselů a vyčvachtaných "snů českých rodin" s mrtvým turbem a víkem kufru
celým zčernalým od toho fofru nastává tato funkce tak nějak spontánně.
Hardware
Rozlišujeme EGR interní a externí.
Interní EGR je realizováno tak, že výfukové ventily jsou ještě otevřené,
když se začne píst pohybovat dolů. Někdy se tomu také říká překřížení ventilů.
Předpokladem je, že výfukové a sací ventily mají každý svoji vačkovou hřídel.
Na ovládané vačkové hřídeli je variátor, který umožňuje řídit, kolik EGR
plynů tam půjde.
Externí systém je častější, přesnější, lépe řiditelný, ale také komplikovanější.
V hlavě válců je proveden kanál propojující výfukový kanál (některého z
válců) s přírubou na EGR ventil, který otevírá nebo zavírá recirkulační
okruh. Z ventilu vede trubka zpět do sání, nejčastěji opatřená nějakým
chladičem, buď vzduchovým nebo vodním. Někdy je tento systém kompletně
skryt v sání a není zvenčí vidět. Úplně nejprimitivnější EGR ventil byl
takový jako kužel z tvrdokovu zasouvaný do trubky pneumaticky podtlakem
ze sání. Když byl kužel zasunutý, trubka byla ucpaná. Fungovalo to autoregulací
podle podtlaku za sání, vyřazení ve volnoběhu zajišťoval jednoduchý odpojovač.
Jenže ekologický matrix se prohluboval a tak bylo třeba vymýšlet čím
dál tím rafinovanější systémy. Kalifornie je mistrem ve vyslovování regulací
a podle kalifornské normy z roku 1994 musejí být všechny systémy ovlivňující
exhalace elektronicky monitorovány po celou dobu běhu motoru. Jako první
se objevilo hlídání polohy ventilu, kdy ECU motoru zjišťovala, zda akční
člen ventilu dosáhl krajní polohy. Současná podoba vyspělého EGR ventilu
je taková, že ventil je proporcionální, ovládaný servomotorem, který je
řízen z ECU motoru, má hlídání polohy skrze potenciometr v motorku a ještě
navíc je funkce systému monitorována nadřazeným řízením motoru pomocí různých
senzorů.
Nejčastější je monitorování systému skrze teplotu spalin. Za EGR ventilem
je snímač teploty. Využívá se faktu, že výfukové plyny jsou teplejší než
okolí. Teplota v ve vratném nebo sacím potrubí musí být vyšší než okolní
o řádově desítky stupňů, jinak je zapsána do řídící jednotky chyba. Teplotní
senzor je buď přímo na potrubí vedoucím z EGR ventilu, nebo na sacím potrubí.
Druhý monitorovací systém využívá tlaku v sacím potrubí a toho, že přetlak
ve výfuku musí při funkčním EGR vyvolavát zvýšení tlaku v sání, který je
měřen senzorem MAP (manifold absolute pressure).
Problems
EGR je zpravidla aktivní až po zahřátí motoru a je vypnuté při volnoběhu
a plné zátěži. Pokud ekologický udělátor selže, motor má hrubý chod na
volnoběh a nepěkně se chová při akceleraci, například popojíždění v zácpě
ve problém (ventil je bloknutý v poloze "otevřeno"), může také dojít ke
střílení do výfuku nebo do sání, protože se hoření zpomalí natolik, že
jej píst předběhne. EOBD při zjištění problému vytváří chybové kódy P0401
- P0409, to se projeví signalizací na palubní desce. Auto s vadným EGR
systémem má zpravidla problémy na testu emisí - HC a NOx.
EGR deletion
Odstraněním EGR systému myslím to, že sám výrobce do motoru EGR nenamontuje.
Jak bylo zmíněno, u vznětových motorů sice umožňuje EGR snížení produkce
NOx, ale současně způsobuje problémy s tvorbou částic. Nabízí se proto
možnost EGR tam vůbec nenamontovat a používat systémy k zachycování NOx
přímo ve výfuku, jako např. vstřikování močoviny. To by mohlo zásadně zlepšit
ekonomiku motoru a jeho ekologické parametry.
EGR disable
U systémů bez kontroly polohy i funkce je vyřazení EGR ventilu snadné.
Protože je ventil zpravidla ovládán pneumaticky, stačí vyhledat jeho podtlakovou
hadičku a vhodně ji zaslepit, například ložiskovou kuličkou.
U systémů, kde je kontrolována poloha ventilu skrze ECU motoru, je třeba
najít jiný workaround. Jaký přesně, to záleží na konstrukci ventilu. Moderní
ventily mají servomotorek ovládající něco jako miniaturní škrtící klapku,
v motorku je potenciometr. Motorek lze od ventilu oddělit, takže bude vrčet
někde opodál a potenciometr bude poskytovat korektní hodnoty. Pokud to
není tak snadné, pak se nabízí možnost ucpat vývod z EGR ventilu tak, aby
sice ventil ventiloval, ale dál za něj už nic nešlo. Například vrazit do
trubky vedoucí od ventilu k sání nějaký uzávěr - kuličku, zátku, šroub...
Další možností, pro ventily integrované do hlavy válců, je výroba těsnění,
ve kterém není díra pro výstup z ventilu. Změna by každopádně měla
být reverzibilní, pro případ problému s emisním testem.
Pokud má systém kontrolu polohy ventilu i funkce, pak je hardwarové
hacknutí z pohledu běžného uživatele nemožné. Je třeba se soustředit na
hledání jiných cest, například adaptaci dat v řídící jednotce. U některých
starších motorů TDI od VW lze potlačení EGR funkce provést "neinvazivně"
nastavením nových hodnot například programem VAG-COM, stav u těch novějších
mi není znám. Uživatelé, co to provedli, konstatují, že ten jejich krám
získal víc power (pokud to u třináct let starého TDička vůbec lze) a sporadicky
se objevovala chyba údaje MAP senzoru a odpojovalo se turbo, protože tlak
v sání překročil 2,4 baru. Takovej to byl hukot.
Pochybuji ovšem, že u zážehového motoru disablování EGR nečemu výrazně
prospěje. Někdy se ani sami výrobci těchto motorů netají tím, že tam EGR
mají, jen aby ho tam měli, protože ho tam konkurence má a systém je aktivní
v menším rozsahu. Mezi přínosy případného vypojení lze počítat menší zanášení
sacího potrubí a delší životnost prvků na něm (teplotní a tlakový senzor,
škrtící klapka, různé mechanismy stavění délky a průměru apod.), ale to
alespoň u benzínového motoru nevyváží negativa. Zanášení sání není nijak
drastické, když pomineme ten problém, že vyústění EGR je zpravidla někde
poblíž škrtící klapky a tu to zasere jako první.
Populární je tato úprava na vznětových přeplňovaných motorech. Na druhou
stranu pouhým odpojením nehozí poškození motoru (když zanedbáme primární
škody při odpojovacích aktivitách). Pro majitele turbodieselů mám však
jinou kruciální mesič - kupte si normální auto a nebudete na traktůrku
muset nic odpojovat.
Tolik tedy o jedné opičárně, kterou mají mnozí z nás v autech a ani
o tom nevědí.
05.12.2009 D-FENS