EGR-venttiili: toiminta, viat ja huolto

EGR-venttiili (Exhaust Gas Recirculation) on modernien päästöjenhallintajärjestelmien keskeinen osa. Tämä laite on yleisesti käytössä nykyaikaisissa ajoneuvoissa ja auttaa vähentämään typen oksidien määrää pakokaasuissa, mikä tukee tiukentuvia ympäristövaatimuksia.

Vaikka EGR-venttiili vaikuttaa yksinkertaiselta, sen toiminta on pohjimmiltaan monimutkainen prosessi, jossa otetaan huomioon palamisen olosuhteet ja se, miten pakokaasut voidaan palauttaa takaisin moottoriin suorituskyvyn optimoimiseksi ja ympäristövaikutusten minimoimiseksi.

Mikä on EGR-venttiili ja miten se toimii?

EGR-venttiili on laitteisto modernien moottorien yhteydessä, jonka päätehtävä on pienentää päästöjä palauttamalla osa palamisesta syntyvistä pakokaasuista takaisin imusarjaan hallitun kierron kautta. Nämä kaasut palautetaan takaisin moottoriin imusarjaan, jolloin syntyy hallittu kierto.

Lyhenne EGR tulee sanoista “Exhaust Gas Recirculation” eli suomeksi “pakokaasujen kierrätys”. EGR-venttiili, EGR-säätöventtiili tai EGR itse viittaavat samaan tekniseen osaan.

EGR-venttiili löytyy sekä dieselmoottoreista (missä se on huomattavasti tärkeämpi) että bensiinimoottoreista. EGR on tekninen ratkaisu, joka on edullinen ja tarpeellinen päästöjen vähentämiseksi, erityisesti NOx-päästöjen hallitsemiseksi.

Yleisesti useammat EGR:iin liittyvät ongelmat ovat dieselmoottoreissa, koska kertymät ovat suurempia kuin bensiinimoottoreissa. Dieselin palamistuotteen partikkelit ovat tiheämpiä ja tukevat EGR-venttiilin tukkeutumista, mikä heikentää tyhjäkäynnin ja imusarjan alipaineen vaikutusta.

EGR-järjestelmän historiallinen kehitys

EGR-järjestelmä kehittyi tarpeesta vähentää NOx-päästöjä, mutta sille on ollut tärkeitä etuja myös: se vähentää moottorin vikapäätösten esiintyvyyttä ja pienentää tarvetta käyttää korkealaatuista polttoainetta.

Lue myös

EGR-venttiilin viallisten oireiden tunnistus ja korjauskustannukset

Intro: Nykyiset pakokaasujen hallintajärjestelmät ovat entistä monimutkaisempi, ja EGR-venttiili (Exhaust Gas Recirculat...

Ensimmäiset yritykset NOx-päästöjen vähentämiseksi EGR:llä tehtiin jo 1940-luvulla. Vähitellen, teknisen kehityksen ja kokemusten myötä, 1970-luvulla EGR katsottiin käytännölliseksi keinoksi dieselmoottoreiden päästöjen rakenteelliseen vähentämiseen.

Vuodesta 1972 vuoteen 1980 EGR-venttiili oli käytössä kaikilla bensiinimoottoreilla Amerikassa. Vasta 1990-luvulla alettiin siirtyä pois bensiinimoottorien EGR:stä ja harkittiin sen soveltamista dieselmoottoreihin, missä edut olivat ilmeisempiä.

1990-luvulla perheen diesel- ja kuorma-autot saivat EGR:n. 2000-luvulla venttiiliä alettiin pitää yleisempänä Euroopan markkinoilla. Vuonna 2010 osoitettiin, että EGR:n rooli ei ole pelkästään hiilidioksidin vähentäminen, vaan sen kautta voitiin merkittävästi pienentää ajoneuvon polttoaineenkulutusta.

Modernit hyödyt EGR-järjestelmässä

EGR-venttiili on nykyään käytössä suuren osan valmistajien mallissa, joka hyödyntää downsizingia. Polttomoottoriperäisissä bensiinimoottoreissa on nähty seuraavat parannukset:

Lue myös

EGR-venttiili dieselmoottoreissa – toiminta ja poistamisen vaikutukset

Dieselmoottoreiden EGR-venttiili on yksi ympäristöystävällisimmistä, mutta samalla kiistanalaisimmista päästöjen hallint...

• Polttoaineenkulutuksen väheneminen polttoaineen palamislämpötilan optimoimalla
• Matalammat toistuvat vikakäynnit osatehoilla
• Vähemmän tarvetta käyttää lisäaineitua tai korkealaatuista bensiinää

Dieselajoneuvoissa EGR auttaa nostamaan pakokaasujen lämpötilaa, mikä helpottaa hiukkassuodattimen (DPF) regenerointia ja parantaa jälkikäsittelyjärjestelmien tehokkuutta.

EGR:n rooli ja toiminta

Systeemin päätavoite on typen oksidien päästöjen vähentäminen palamisen korkeiden lämpötilojen vuoksi. NOx muodostuu yli 1700°C lämpötiloissa, joten tavoitteena on alentaa palamislämpötiloja.

EGR-venttiili ohjaa pienen osan pakokaasuista takaisin palotilaan ja alentaa polttoaineen syttymislämpötilaa. Inerteiksi (palamaan osallistumattomiksi) inertteiksi kaasujiksi rekisteröityjen kaasujen avulla vähennetään hapen määrää seoksessa, mikä johtaa alhaisempiin palamislämpötiloihin.

EGR-järjestelmien tyypit

On kaksi päätyyppiä EGR:stä:

1. Yksinkertainen kierrätysjärjestelmä – perustason ratkaisu, edullinen ja vähäisellä huollolla
2. Välikierto-kierrätysjärjestelmä – suurempi huolto, mutta tehokkaampi

Välihilen jäähdytysjärjestelmässä on useita keskitettyjä putkia, joiden läpi pakokaasut virtaavat. [Lämpöä siirtävän nesteen] jäähdytys kulkee näiden ohi ja ottaa lämpöä pois pakokaasuista, mikä kasvattaa palamissien kaasujen tiheyttä ja parantaa koko prosessin tehokkuutta.

Moderni elektroninen säätö

Alun perin EGR-järjestelmä toimi sähköhydraulisesti, mutta nykyään suurin osa pakokaasujen kierrätykseen liittyvistä venttiileistä toimii sähköisesti ja on ohjattu suoraan moottorinohjausyksikön (ECU) toimesta.

Tämän modernin järjestelmän etu on huomattavasti nopeampi vasteaika – alle 100 millisekuntia – mikä parantaa moottorin reaktiokykyä ja ajettavuutta.

EGR:n toimintaolosuhteet

EGR-venttiili ei toimi jatkuvasti. [Moottorin ohjausyksikkö] trimittää EGR-venttiilin avulla hallitun määrän palaessaan palamistuotteita takaisin imusarjaan.

EGR-venttiilin on oltava suljettu seuraavissa tilanteissa:

• Kun auto on tyhjäkäynnillä
• Moottorin maksimikierrosten aikana
• Suurilla kuormituksilla, kun moottori tarvitsee suurta suorituskykyä

EGR toimii optimaalisesti pienillä tai keskisuurilla kuormituksilla, kun päästöjä on suhteellisen paljon ja moottorin kuormitus ei ole ylärajoilla.

Käyttäjä hallinnoi palamistuotteiden virtausta ylikuormitusmoottoreissa olevalla säätöventtiilillä, joka voi alentaa imuputkistossa olevaa painetta ja optimoida kierrätettyjen kaasujen virtaa.

Toimintatparametrit

EGR:n säätö toimii tietyissä erityisissä olosuhteissa:

• Dieselillä: yleensä 1200–3200 kierrosta minuutissa
• Bensiinimoottorilla: yleensä 1800–4600 kierrosta minuutissa

Nämä arvot voivat vaihdella valmistajan ja ECU:n kalibrointistrategian mukaan.

EGR-kaasujen jäähdytysprosessi

Osa palamisesta peräisin olevista kaasuista palautetaan moottoriin ja jäähdytetään noin 750°C lämpötilasta noin 160°C:iin. Tämä tapahtuu moottorin jäähdytysvnameden kautta, joka kiertää EGR-järjestelmään liitetyn lämmönvaihtimen kautta.

Kylmäys on oleellinen, koska se:

• lisää kierrätettyjen kaasujen tiheyttä
• alentaa palamislämpötiloja entisestään
• suojaa imusarjan komponentteja
• parantaa koko prosessin tehokkuutta

EGR-vian oireet

Säätöventtiili voi jumittua kiinni tai auki. Molemmissa tapauksissa moottorille aiheutuu hyvinkin haittaa: käynnistykset voivat olla vaikeita, pakokaasujen tummanvärinen savu viittaa kertymiin, ja vääntiykset sekä teho voivat heikentyä.

Tässä tapauksessa moottori saavuttaa normaalin toimintalämpötilan hitaammin, koska EGR-venttiili tulisi normaalisti toimimaan vain, kun moottori lämpenee ja saavuttaa optimaaliset lämpötilat.

EGR:n yleisimmät viat oireet

Yleisimpiä oireita ovat:

• Epätasainen tyhjäkäynti
• Merkittävä tehonpuute
• Hitaampi kiihdyttäminen ja suurempi polttoaineenkulutus
• Musta savu pakoputkesta
• Check Engine -valo syttyy
• Epätavalliset moottorivärinät
• Kylmästartin vaikeudet

EGR kiinni auki

Jos venttiili on jumittunut auki, vaikutukset ovat välittömästi havaittavissa. Moottori kulkee erittäin huonosti tai se voi pysähtyä tyhjäkäynnillä sekä ajon aikana. Tämä johtuu siitä, että liian suuri määrä inerttejä kaasuita pääsee moottoriin ja häiritsee palamisprosessia.

EGR kiinni kiinni

Kun EGR on jumittunut kiinni, oireet ovat alun perin lievempiä, mutta pitkällä aikavälinellä ne voivat johtaa:

• NOx-päästöjen nousuun
• Palamislämpötilojen nousuun
• Moottorikomponenttien ennenaikaiseen kulumiseen
• Jälkikäsittelyjärjestelmien (hiukkassuodatin) ongelmiin

EGR:n puhdistus- ja huoltomenetelmät

EGR on vastuussa hiili- ja kalkkimassoista kierrätysreitillä. Mikäli tätä ei huolehdita, kertymät kasvattavat vastusta palamisen kaasujen virtauksessa, jolloin moottori ehtyy toimimaan optimaalisesti.

Ammattimainen puhdistus

Ongelman korjaamiseksi on suositeltavaa mennä huoltoon täydelliseen diagnosointiin, jotta voi selvittää vuodon ja säästää aikaa ja rahaa.

EGR voidaan puhdistaa fyysisesti erityisillä puhdistusaineilla, joita suihkutetaan ohjeiden mukaan. On suositeltavaa puhdistaa koko paluukierros imuputkistosta imuaukkoon asti maksimaalisen tehokkuuden saavuttamiseksi.

Kotikäsittely bensiinillä

Toinen perinteinen tapa puhdistaa EGR on bensiinillä. Prosessi on seuraava:

1. Irrota EGR-venttiili
2. Upota EGR hetkeksi noin 30 minuutiksi bensiinin sisään
3. Poista kertymät nopeasti
4. Puhdista jäljelle jääneet kertymät harjalla
5. Viimeistele jarruspraylla tilan poistamiseksi

Tarvikkeet:

• Noin 1–1,5 litraa bensaa
• Puhdas liina
• Suojaavat hanskat
• Kova-karvainen harja
• Jarrun suihke (puhdistukseen)

Tämä bensiinillä tapahtuva puhdistus on edullisempaa, mutta vaatii teknistä kokemusta venttiilin irroittamiseen ja asentamiseen.

EGR-venttiilin vaihtaminen

Jos EGR on viallinen sähköpuolelta tai se on erittäin tukossa, se voidaan vaihtaa uuteen, alkuperäiseen tai aftermarket-vaihtoehtoon. On suositeltavaa välttää käytettyjä EGR-venttiilejä, koska niiden markkinahinnat ovat yleensä kohtuullisen alhaiset, ja ne voivat silti olla kompakteja rikkoutumaan.

Ottaen huomioon että tämän vika voi vaikuttaa muihin kalliimpiin osiin, kuten hiukkassuodattimeen, uuden venttiilin hankinta on taloudellisesti perusteltua.

EGR bensiinimoottoreissa

Kuten aiemmin mainittiin, EGR:ää käytettiin alun perin bensiinimoottoreissa. Se on pienempi kuin diesel-versio, mutta sen päätehtävä on sama. Se on pienempi, koska se säilyttää paljon vähemmän nokikirurgiaa eikä tukkeudu yhtä usein tai kokonaan.

Bensiinimoottoreissa modernit EGR:ät tuovat lisähyötyjä:

• Yleistynyt polttoaineenkulutuksen parantuminen
• Detonaation (bitin) vähentäminen
• Mahdollistaa suuremman sytytyksen aikaisemman ajon
• Vähentää tarvetta korkeakierroksisia oktanilukuja polttoaineelta

Voiko ajoneuvolla ajaa EGR-vian kanssa?

Tämä on hieman monimutkainen kysymys, koska EGR-vian tarkkaa määritelmää ei ole. Se voi jumittua kiinni tai auki tai tukkeutua. Jos ilmenee yhdessä aiemmin mainituista oireista ja kojelautaa vasten syttyy Check Engine -valo, on parasta olla ajamatta autoa ennen kuin ongelma on ratkaistu.

Auto saattaa jatkaa kulkua joissain tapauksissa, mutta pahimmassa tapauksessa se ei käynnisty ollenkaan. Jopa käynnissä ollessaan ajaminen ei ole suositeltua, jos:

• auto saattaa pysähtyä ajossa
• se tekee toistuvia nykimisiä
• se pitää korkeaa kierroksella
• se lämpenee äärimmäisen korkeaksi

EGR-vian ajamisen riskit

EGR-vian ajaminen voi johtaa:

• Hiukkassuodattimen vaurioitumiseen (dieselmoottorissa)
• Moottorin ennenaikaiseen kulumiseen
• Polttoaineenkulutuksen kasvuun
• Liiallisesti päästöjen lisääntymiseen
• Säännöllisen teknisen tarkastuksen ongelmiin
• Päästörajojen ylityksestä aiheutuviin sakkoihin

Yhteenveto

EGR-venttiili on modernien päästöjenhallintajärjestelmien keskeinen komponentti, joka merkittävästi vähentää päästöjä ja parantaa moottorin tehokkuutta. Järjestelmän toiminnan ymmärtäminen ja sen kunnossa pitäminen ei ainoastaan varmista ympäristöstandardien noudattamisen, vaan myös moottorin käyttöiän pidentämisen ja käyttökustannusten alenemisen.

Säännöllinen huolto, joka sisältää EGR-järjestelmän tarkastamisen ja säännöllisen puhdistamisen, voi ennaltaehäistä suurimman osan ongelmista ja taata ajoneuvon optimaalisen toiminnan pitkällä aikavälillä.