Normy ekologiczne nakładane na przemysł motoryzacyjny wymagają od producentów silników ciągłego dążenia do ograniczania emisji szkodliwych składników w spalinach. Do najważniejszych składników toksycznych w spalinach zalicza się dziś CO2, NOx i cząstki sadzy. Substancje te powstają w wyniku spalania paliw węglowodorowych w cyklu pracy silników spalinowych. Dostosowanie procesu spalania silnika do aktualnych norm emisji wymaga stosowania różnych rozwiązań. Rozwiązania te z jednej strony poprawiają proces przygotowania mieszanki paliwowej dostarczanej do silnika, z drugiej obejmują działania bezpośrednio na powstających w komorze spalania spalinach. W efekcie silniki spełniają normy ekologiczne, ograniczają emisję CO2, istotną składową tworzenia efektu cieplarnianego.

Jednym z powszechnie wykorzystywanych sposobów ograniczania emisji składników toksycznych w spalinach jest recyrkulacja spalin. Proces ten polega na wprowadzeniu pewnej ilości spalin z kolektora wydechowego do kolektora ssącego. Spaliny wprowadzone do kolektora ssącego powodują obniżenie temperatury w komorze spalania, a to z kolei wpływa na zmniejszenie tworzenia się NOx (tlenków azotu). Ponowne wprowadzenie spalin do komory spalania powoduje także „dopalenie” długich łańcuchów węglowodorowych, a efektem tej procedury jest zmniejszenie powstawania cząstek sadzy. Dotyczy to szczególnie silników z zapłonem samoczynnym spalających olej napędowy składający się głównie z długich łańcuchów węglowodorowych. W silnikach benzynowych recyrkulacja także zmniejsza powstawanie cząstek sadzy, ale efekt ten ze względu na skład paliwa jest mniej znaczący. W obu rodzajach silników recyrkulacja spalin obniża emisję CO2.

Recyrkulacja spalin z punktu widzenia pracy silnika „zatruwa” nowy ładunek mieszanki paliwa, który kierowany jest do komory spalania i zmniejsza efektywność wykorzystania energii z paliwa. Aby pogodzić te dwie funkcje ilość spalin kierowana ponownie do kolektora ssącego musi być dokładnie kontrolowana. Zajmuje się tym sterownik silnika, który oblicza jaka ilość spalin może w danym momencie być dostarczona do komór spalania dla maksymalnego efektu ograniczenia emisji toksyn z jednoczesnym zapewnieniem maksymalnej wydajności silnika. Elementem wykonawczym przez który przepływa określona ilość spalin z kolektora wydechowego do ssącego jest zawór EGR.

Zawór EGR składa się z dwóch części: zaworu mechanicznego i części sterującej. Część mechaniczna zazwyczaj to zawór grzybkowy zamykający odpływ z kolektora ssącego i wpuszczający spaliny do specjalnego połączenia z kolektorem ssącym. W wielu wypadkach spaliny kierowane do kolektora ssącego są chłodzone w chłodnicy spalin. Jako chłodnice stosuje się wymienniki ciepła typu spaliny – powietrze lub spaliny – płyn chłodzący. Rozwiązanie zależy do wielkości, parametrów i przeznaczenia silnika. Do kolektora ssące spaliny przedostają się poprzez zawór po własnym ciśnieniem. Część mechaniczna musi wykazywać dużą odporność na wysoką temperaturę spalin, a dobór materiałów na elementy zaworu muszą zabezpieczać go przed zatarciem i zmianom wymiarów pod wpływem temperatury.

Druga część zaworu to jego sterowanie. Stosuje się tu w dwa systemy: siłownik podciśnieniowy i układ z silnikiem krokowym. Siłownik podciśnieniowy połączony jest z układem ssącym silnika – wykorzystuje podciśnienie z kolektora ssącego do poruszania zaworu. Na wejściu do siłownika znajduje się zawór elektryczny sterowany przez sterownik silnika. Czas otwarcia zaworu decyduje o ilości spalin biorących udział w procedurze recyrkulacji. Drugim rozwiązaniem sterowania jest układ z silnikiem krokowym. Silnik poprzez przekładnię połączony jest z zaworem i umożliwia bezstopniowe otwieranie i zamykanie zaworu. Sygnał ze sterownika silnika uruchamia silnik krokowy a ten z kolei ustala położenie zaworu EGR.

W ofercie firmy Hella znajdują się zawory EGR z oboma systemami sterowania. Odpowiadają funkcjonalnie i jakościowo produktom pierwszego montażu. Zawory z silnikiem krokowym musza po zamontowaniu przejść proces adaptacji ze sterownikiem silnika. Oferta zaworów EGR skierowana jest głównie do serwisów obsługujących pojazdy grupy VAG oraz marki Mercedes-Benz, Ford, BMW.

Artykuł sponsorowany przez firmę Hella