- Riduce NOx ricircolando parte dei gas di scarico nell’aspirazione.
- Tipicamente presente su diesel e benzina; depositi diesel ostruiscono l’EGR.
- Storia: tentativi dagli anni ’40; benzina US 1972–1980; diesel dal 1990.
- Benefici moderni includono riduzione dei consumi grazie al downsizing.
La valvola EGR (Exhaust Gas Recirculation) è una componente essenziale dei Sistemi moderni di controllo delle emissioni. Questo componente, presente nella maggior parte dei veicoli odierni, svolge un ruolo cruciale nella riduzione degli ossidi di azoto (NOx) dai gas di scarico, contribuendo così a rispettare le norme ambientali sempre più rigorose.
Anche se può sembrare una parte semplice a prima vista, il sistema EGR richiede una comprensione approfondita dei processi di combustione e di come i gas di scarico possano essere riutilizzati per ottimizzare le prestazioni del motore e ridurre l’impatto sull’ambiente.
Cosa è la valvola EGR e come funziona?
La valvola EGR è un componente presente sui motori moderni con lo scopo principale di abbassare le emissioni inquinanti mediante la reintroduzione di una parte dei gas esausti derivati dalla combustione. Questi gas vengono reintrodotti nel motore tramite la galleria di aspirazione, creando così un circuito di ricircolo controllato.
L’acronimo EGR sta per Exhaust Gas Recirculation, cioè ricircolo dei gas di scarico. La valvola EGR, la “valvola EGR” o EGR semplice si riferiscono alla stessa componente tecnica.
La valvola EGR si può trovare sia sui motori diesel (dove è molto più importante) sia sui motori a benzina. L’EGR si presenta come una soluzione tecnica ottimizzata, economica e necessaria per la riduzione delle emissioni inquinanti, in particolare degli NOx.
In generale, molte delle problematiche EGR si riscontrano sui motori diesel, a causa di depositi maggiori rispetto ai motori a benzina. Le particelle derivanti dalla combustione del diesel sono più numerose e ostruiscono molto più rapidamente la valvola EGR, facendo perdere l’efficienza del vuoto necessario al corretto funzionamento.
Evoluzione storica del sistema EGR
L’EGR è nata dall’esigenza di ridurre le NOx, ma oltre a ciò offre anche altri vantaggi importanti: riduce l’incidenza delle fasi di sforzo del motore e diminuisce la necessità che la vettura funzioni con carburanti di alta qualità.
I primi tentativi di ridurre le emissioni di NOx con l’EGR risalgono al 1940. Tuttavia, dopo molti anni di esperimenti e sviluppi tecnici, fu solo intorno al 1970 che l’EGR fu considerata una misura fattibile per abbassare le emissioni di carbonio nei diesel.
Dal 1972 al 1980, la valvola EGR era utilizzata su tutte le automobili a benzina in America. Solo nel 1990 si cominciò a pensare di applicarla sui diesel, dove i benefici erano più evidenti.
Dal 1990, le auto diesel familiari e i camion hanno iniziato ad avere EGR. Dai primi anni 2000 questa valvola è diventata molto comune anche in Europa. Nel 2010 si è dimostrato che il ruolo dell’EGR non è solo quello di ridurre le emissioni di carbonio, ma anche di ridurre significativamente il consumo di carburante.
Benefici moderni del sistema EGR
La valvola EGR è ora impiegata dai costruttori che adottano il downsizing. Nei motori benzina ad iniezione diretta sono emersi i seguenti miglioramenti:
- Riduce il consumo di carburante ottimizzando la temperatura di combustione
- Riduce le probabilità di “misfire” a carico parziale
- Diminuisce la necessità di utilizzare benzina additivata o di alta qualità
Nei motori diesel, l’EGR aiuta ad innalzare la temperatura dei gas di scarico, facilitando così il processo di rigenerazione del filtro antiparticolato e migliorando l’efficienza dei sistemi di post-trattamento.
Ruolo e funzionamento della valvola EGR
Il ruolo principale del sistema EGR è la riduzione delle emissioni di ossidi di azoto derivante dalle alte temperature della combustione. Queste si formano a temperature superiori a circa 1700°C, per cui si mira a ridurre le temperature massime per evitare una massiva formazione di NOx.
La valvola EGR convoglia una piccola porzione dei gas di scarico all’interno della camera di combustione e abbassa la massima temperatura di accensione del combustibile. Introducendo gas inerti (gas esauriti che non partecipano più alla combustione), si riduce la quantità di ossigeno nel mix, determinando una temperatura di combustione meno elevata.
Tipi di sistemi EGR
Esistono due tipi principali di EGR:
- Sistema di ricircolo semplice - versione di base, più economica e con meno manutenzione
- Sistema di ricircolo con raffreddamento intermedio - richiede una manutenzione maggiore ma offre una efficienza superiore
Il sistema con raffreddamento intermedio ha una componente composta da diverse tubazioni centrali per cui circolano i gas di scarico. Il liquido di raffreddamento scorre accanto a esse e assorbe calore dai gas di scarico, aumentando la densità dei gas arsi introdotti nel motore e migliorando l’efficienza dell’intero processo.
Controllo elettronico moderno
Inizialmente questo sistema EGR era azionato elettro-pneumaticamente, con il vantaggio di isolare la parte elettronica dell’EGR dalle componenti a temperature elevate. Oggi la maggior parte delle valvole di ricircolo dei gas sono azionate elettricamente e comandate direttamente dall’unità di controllo elettronica (ECU).
Il vantaggio di questo sistema moderno è un tempo di risposta molto più rapido delle valvole EGR – inferiore a 100 millisecondi – consentendo al motore di rispondere in modo più rapido e raffinato.
Condizioni di funzionamento dell’EGR
La valvola EGR non funziona in continuazione. L’Unità di Controllo Elettronico (ECU) invia comandi alla valvola EGR per permettere un quantitativo controllato di gas di scarico di entrare nell’aspirazione.
La valvola EGR deve rimanere chiusa nelle seguenti situazioni:
- Quando il motore è al minimo
- A Giri Massimi del motore
- In condizioni di carico elevato, quando il motore deve offrire le massime prestazioni
L’EGR funziona in modo ottimale solo quando il carico è basso o medio, cioè quando le emissioni sono medie e il carico del motore non è al limite massimo.
Colui che controlla il flusso dei gas di scarico all’interno dei motori sovralimentati è l’otturatore; questo può ridurre la pressione nella galleria di aspirazione e ottimizzare il flusso dei gas riciclati.
Parametri di funzionamento
L’EGR è impostata per funzionare in determinate condizioni specifiche:
- Diesel: tipicamente tra 1200-3200 giri/min
- Benzina: tipicamente tra 1800-4600 giri/min
Questi valori variano da produttore a produttore e dipendono dalla strategia di calibrazione dell’ECU per ciascun motore.
Il processo di raffreddamento dei gas EGR
Una parte dei gas di combustione che esce dal motore viene reintrodotta nel motore e raffreddata da circa 750°C a circa 160°C. Questo avviene tramite il liquido di raffreddamento del motore, che circola nello scambiatore di calore integrato nel sistema EGR.
Il raffreddamento dei gas è essenziale per:
- Aumentare la densità dei gas riciclati
- Ridurre ulteriormente la temperatura di combustione
- Proteggere i componenti della galleria di aspirazione
- Ottimizzare l’efficienza dell’intero processo
Sintomi di una EGR difettosa
La valvola EGR può rimanere bloccata chiusa o aperta. In entrambi i casi, ciò è estremamente dannoso per il motore, causando difficoltà di avvio, fumo scuro al’accelerazione a causa dei depositi, possibile perdita di coppia e potenza.
In tale situazione, il motore fatica ad arrivare alla temperatura ottimale di funzionamento, poiché in genere la EGR deve funzionare solo quando il motore si è scaldato e ha raggiunto la temperatura ottimale.
Sintomi principali di un guasto EGR
I sintomi più evidenti sono i seguenti:
- Funzionamento irregolare al minimo
- Significative perdita di potenza
- Accelerazione più lenta e consumo di carburante maggiore
- Fumo nero dallo scarico
- Accensione della spia Check Engine
- Vibrazioni anomale del motore
- Difficoltà di avviamento a freddo
EGR bloccata aperta
Se la valvola resta bloccata in posizione aperta, gli effetti sono immediatamente evidenti. Il veicolo sembra andare malissimo o può spegnersi al minimo o in marcia. Ciò accade perché una quantità eccessiva di gas inerti entra nel motore, compromettendo gravemente il processo di combustione.
EGR bloccata chiusa
Quando l’EGR è bloccata in chiusura, i sintomi sono più sottili inizialmente, ma a lungo termine possono portare a:
- Aumento delle emissioni di NOx
- Temperature di combustione più alte
- Usura prematura delle componenti del motore
- Problemi con i sistemi di post-trattamento (filtro antiparticolato)
Metodi di pulizia e manutenzione dell’EGR
La EGR è responsabile dell’accumulo di particelle di carbonio e calamina nel percorso di aspirazione. Se non controlled, nel tempo le depositi aumentano la resistenza all’inarrestabile flusso di gas nell’aspirazione, il motore risulta più “sporco” e non funziona ai parametri ottimali.
Pulizia professionale
Per risolvere il problema, è consigliabile rivolgersi a un’officina per una diagnosi completa del veicolo, così da individuare la problematica con perdite minime di tempo e denaro.
La EGR può essere pulita fisicamente con additivi appositi per la pulizia che possono essere spruzzati secondo la scheda tecnica del prodotto. È ideale pulire l’intero percorso dall’aspirazione al collettore di aspirazione per una massima efficienza.
Pulizia casalinga con benzina
Un metodo classico per la pulizia della EGR consiste nel pulirla con benzina. Il procedimento prevede:
- Smontaggio della valvola EGR
- Lasciare inizialmente la EGR in benzina per circa 30 minuti
- In questo modo le incrostazioni dovrebbero sciogliersi rapidamente
- Pulire le incrostazioni rimanenti con una spazzola
- Completare con uno spray per freni per eliminare eventuali residui
Materiali necessari:
- Circa 1-1,5 litri di benzina
- Una panno pulito
- Un paio di guanti protettivi
- Una spazzola a setole dure
- Spray per freni (per la pulizia finale)
Questo metodo di pulizia EGR con benzina è meno costoso, ma richiede attenzione e strumenti aggiuntivi per smontare e rimontare la piastra. Con 20-30 euro è possibile risolvere il problema EGR, ma è necessaria esperienza tecnica per la rimozione e il rimontaggio.
Sostituzione della valvola EGR
Qualora l’EGR sia danneggiato sul lato elettronico o molto ostruito, può essere sostituito con uno nuovo, sia originale che aftermarket. Si consiglia di evitare valvole EGR di seconda mano poiché i prezzi non sono molto alti e raramente superano i 450 euro.
Considerando che un guasto di questa componente può provocare danni ad altri pezzi più costosi, come il filtro antiparticolato, l’investimento in una valvola nuova è economicamente giustificato.
EGR sui motori a benzina
Come menzionato in precedenza, inizialmente l’EGR veniva usata sui motori a benzina. È molto più piccola di quella diesel, ma ha lo stesso ruolo fondamentale. È più piccola perché trattiene molta meno fuliggine e si intasa molto raramente o non si intasa affatto.
Nei motori a benzina moderni, l’EGR apporta ulteriori benefici:
- Migliora l’economia di carburante
- Riduce la tendenza alla detonazione (battiti)
- Consente un anticipo di accensione maggiore
- Riduce la necessità di carburanti con alto indice di ottanamento
Si può guidare con EGR difettosa?
Questa è una domanda piuttosto complessa perché non esiste una definizione esatta di un guasto EGR. Può rimanere bloccata aperta, chiusa o diventare ostruita. Se inizia a mostrare uno dei sintomi menzionati in precedenza e compare la spia Check Engine sul cruscotto, è consigliabile non guidare finché il problema non è risolto.
L’auto continuerà a funzionare in alcuni casi; nel peggiore dei casi potrebbe non avviarsi più. Anche se l’auto si avvia, non è consigliabile guidare con:
- Un’auto che tende a spegnersi in marcia
- Che presenti frequenti malfunzionamenti
- Che non tenga il regime minimo
- Che si surriscaldi notevolmente
Rischi della guida con EGR difettosa
Guidare con EGR difettosa può portare a:
- Danni al filtro antiparticolato (diesel)
- Usura precoce del motore
- Aumento del consumo di carburante
- Inquinamento eccessivo
- Problemi al controllo tecnico periodico
- Multa per superamento dei limiti di emissione
Conclusione
La valvola EGR rappresenta una componente essenziale dei sistemi moderni di controllo delle emissioni, contribuendo in modo significativo a ridurre l’inquinamento e a migliorare l’efficienza del motore. Comprendere il funzionamento e mantenere questo sistema in buone condizioni non solo garantisce il rispetto delle norme ambientali, ma contribuisce anche alla longevità del motore e alla riduzione dei costi di esercizio.
Un programma regolare di manutenzione, che includa la verifica e la pulizia periodica del sistema EGR, può prevenire la maggior parte dei problemi e garantire il funzionamento ottimale del veicolo nel lungo periodo.
