UDSTØDNINGSRECIRKULATION

Her får du nyttig viden og vigtige tips om udstødningsrecirkulationssystemer i biler.

Udstødningsrecirkulationssystemet (EGR) reducerer NOx-emissionerne fra forbrændingsmotorer. Det udsættes for meget store belastninger. Det kan medføre problemer, især i biler med højt kilometertal. På denne side kan du ikke blot finde interessante informationer om de mest udbredte systemtyper og deres funktion. Du får også en række praktiske tips om fejlfinding, kontrol og udskiftning af komponenter i EGR-systemet.

Vigtig sikkerhedsbemærkning
De følgende tekniske informationer og praktiske tips er udarbejdet af HELLA for at hjælpe bilværkstederne professionelt i deres arbejde. De informationer, der gives på denne hjemmeside, må kun benyttes af brancheuddannede fagfolk.

 

UDSTØDNINGSRECIRKULATIONSSYSTEM: GRUNDVIDEN

De skærpede lovkrav gør det nødvendigt at reducere emissionerne fra udstødningen yderligere. Det gælder for både benzin- og dieselmotorer. Emissionerne af kvælstofoxider reduceres ved hjælp af udstødningsrecirkulation. For benzinmotorer reducerer det også brændstofforbruget ved dellast.

 

Ved høje temperaturer i forbrændingskammeret dannes der kvælstofoxider i forbrændingsmotorer. Ved at føre en del af udstødningsgassen tilbage til den friske indsugningsluft sænkes forbrændingstemperaturen i forbrændingskammeret. Den lavere forbrændingstemperatur medfører, at der dannes færre kvælstofoxider.
Andelen af tilbageføring af udstødningsgas for diesel- og benzinmotorer fremgår af nedenstående skema:

  Diesel Benzin Benzin
(med direkte indsprøjtning)
EGR-andel (maks.) 50 % 20 % Op til 50 % (alt efter belastning, homogen eller lagdelt ladning)
Udstødningstemperatur når EGR-systemet er aktivt 450°C 650°C 450°C til 650°C
Hvorfor bruger man et EGR-system? Reduktion af kvælstofoxider, sodpartikler og støj Reduktion af kvælstofoxider og brændstofforbrug Reduktion af kvælstofoxider og brændstofforbrug

 

EGR-VENTIL: FUNKTION

Man skelner mellem to typer af udstødningsrecirkulation: „indre“ og „ydre“ udstødningsrecirkulation.

 

Ved den indre udstødningsrecirkulation sker blandingen af udstødningsgas og frisk gas i selve forbrændingskammeret. I alle firetaksmotorer opnås det ved et tilsigtet overlap mellem indsugnings- og udstødningsventilerne. Som følge af konstruktionen er recirkulationsmængden ganske lille, og den kan også kun påvirkes i ringe grad. Det er først efter udvikling af variable ventiltider, at man kan påvirke recirkulationsmængden aktivt, afhængigt af belastning og omdrejningstal.

 

Den ydre udstødningsrecirkulation sker med en ekstra rørforbindelse mellem udstødningsmanifolden / -røret og indsugningsmanifolden samt EGR-ventilen.

Pneumatisk EGR-ventil

De første systemer blev styret med en tallerkenventil, der blev åbnet og lukket med en vakuumdåse (pneumatisk aktivering). Her blev trykket i indsugningen benyttet som styresignal til vakuumdåsen. Det indebar, at tallerkenventilens stilling afhang af motorens driftstilstand.

For at kunne påvirke recirkulationsmængden bedre, blev der monteret pneumatiske tilbageslags- og trykbegrænsningsventiler samt forsinkelsesventiler. I nogle systemer benyttede man tillige modtrykket i udstødningen som styresignal for vakuumdåsen. Udstødningsrecirkulationen slås helt fra i mange driftstilstande. Det er muligt i kraft af, at der er monteret elektriske skifteventiler i styrerørsledningen. På trods af disse muligheder for påvirkning var systemet stadig afhængigt af motorens belastning og det heraf følgende undertryk i indsugningen til styring af vakuumdåsen.

Elektrisk EGR-ventil

For at kunne opfylde kravene fra moderne motorer og blive uafhængig af undertrykket i indsugningen er der udviklet elektrisk aktivering af ventilerne i recirkulationssystemet. Samtidig er der monteret sensorer, der registrerer ventilernes stilling. Denne udvikling muliggør en præcis styring med hurtig indstilling. Den elektriske aktivering sker i dag ved hjælp af ikke blot stepmotorer, lineære og roterende magneter men også jævnstrømsmotorer. Også selve styreventilen er ændret i tidens løb. Foruden nåleventiler og tallerkenventiler med forskellige størrelser og dimensioner benytter man i dag tillige drejespjælds- og klapventiler.

KOMPONENTER I ET UDSTØDNINGSRECIRKULATIONSSYSTEM: OVERSIGT

EGR-ventil (udstødningsrecirkulationsventil)

EGR-ventilen er den vigtigste komponent i systemet. Den udgør en forbindelse mellem udstødningsrøret og indsugningssystemet. Når den aktiveres, åbner EGR-ventilen for passage, så der kan strømme udstødningsgas ind i indsugningsmanifolden. Der findes forskellige udformninger af EGR-ventiler. Enkelt- eller flermembranudførelse, med og uden tilbagemelding af position eller temperatursensor og naturligvis elektrisk aktivering. Tilbagemelding af position betyder, at der er monteret et potentiometer på EGR-ventilen, som sender signaler om ventilens stilling til styreenheden. Det muliggør en præcis registrering af den recirkulerede mængde udstødningsgas i alle belastningstilstande. En evt. monteret temperatursensor tjener til EGR-ventilens egendiagnose.

Trykomformere

Trykomformere har til opgave at styre det nødvendige undertryk til EGR-ventilen. De tilpasser undertrykket til motorens aktuelle belastning for at få en præcist fastlagt recirkulationsmængde. Den aktiveres mekanisk eller elektrisk.

Termoventiler

De har en lignende opgave som trykomformere, men arbejder afhængigt af temperaturen. Trykomformere og termoventiler kan også kombineres.

EGR-VENTIL DEFEKT: FEJLÅRSAG

Forekommende fejl og årsager

Som følge af de store belastninger er EGR-ventilen med sikkerhed den største fejlkilde. Olietåge og sod fra udstødningsgassen soder ventilen til, så gennemstrømningsarealet i tidens løb bliver mindre, eller ventilen endog tilstoppes helt. Det medfører, at den recirkulerede mængde udstødningsgas reduceres, hvilket afspejles i emissionsværdierne. Den høje termiske belastning fremmer denne proces yderligere. Også slangesystemet til undertrykket er hyppigt årsagen til fejl. Utætheder medfører, at det nødvendige undertryk til styring af ventilen går tabt, således at ventilen ikke mere åbner. En EGR-ventil, der ikke fungere som følge af manglende undertryk, kan naturligvis også skyldes en defekt trykomformer eller en ikke korrekt fungerende termoventil.

 

Der er en række muligheder for at kontrollere udstødningsrecirkulationssystemet. De afhænger af, om systemet har egendiagnose eller ej. Systemer, der ikke har egendiagnose, kan kontrolleres med et multimeter, end håndvakuumpumpe og et digitaltermometer.

 

Men inden man indleder komplicerede kontroller, skal der foretages en visuel kontrol af de systemrelevante komponenter. Det indebærer:

  • Er alle undertrykslanger/-rør tætte, korrekt tilsluttet og placeret uden at være klemt sammen?
  • Er alle elektriske forbindelse til trykomformer og skifteventiler korrekt tilsluttet? Er ledningerne i orden?
  • Er der utætheder ved EGR-ventilen eller de tilsluttede slange-/rørledninger?

 

Hvis der ikke findes fejl ved den visuelle kontrol, skal systemet kontrolleres med yderligere tests og målinger.

KONTROL AF EGR-VENTIL: FEJLFINDING

Kontrol af undertryksstyrede EGR-ventiler på benzinmotorer

Kontrollen af undertryksstyrede EGR-ventiler på benzinmotorer skal foretages på følgende måde:

VENTILER MED EN MEMBRAN

Med holdende motor. træk undertrykslangen af, og tilslut håndvakuumpumpen. Opbyg et undertryk på ca. 300 mbar. Hvis ventilen er i orden, må undertrykket ikke falde i løbet af 5 minutter. Gentag prøven med kørende, driftsvarm motor. Ved en trykforskel på ca. 300 mbar skal tomgangen blive dårligere, eller motoren skal gå i stå.

 

Hvis ventilen har en temperatursensor, skal den også kontrolleres. Det gøres ved at afmontere temperatursensoren og måle modstanden. De omtrentlige modstandsværdier ved de enkelte temperaturer fremgår af følgende tabel:

 

Temperatur      Modstand
    20°C               > 1000 k Ω
    70°C              60 - 280 k Ω
   100°C             60 - 120 k Ω

 

Brug en varmluftpistol eller varmt vand til opvarmning. Kontroller temperaturen med et digitaltermometer, og sammenlign de målte værdier med de foreskrevne værdier.

VENTILER MED TO MEMBRANER

Ventiler med sideværts forsatte vakuumstudse åbnes kun via den ene studs. De kan være placeret over hinanden eller sideværts forsat i ét plan. Ventiler, hvor vakuumstudsene er placeret over hinanden, fungerer i to trin. Via den øverste studs åbnes ventilen delvist, via den nederste studs åbnes den helt. Ventiler med sideværts forsatte vakuumstudse åbnes kun via den ene studs. Studsene er mærket med farver.

 

Følgende kombinationer forekommer:

  • Sort og brun
  • Rød og brun
  • Rød og blå

 

Vakuumtilførslen sker til studsen med rød eller sort mærkning.

 

Tæthedskontrollen skal foretages under samme betingelser som for ventiler med én membran, men skal foretages for begge vakuumstudse. Ved kontrollen af vakuumtilførslen til ventilen kan håndvakuumpumpen benyttes som manometer. Den tilsluttes til EGR-ventilens forsyningsslange. Det aktuelle tryk vises, når motoren er i gang. Ved ventiler, hvor studsene er placeret over hinanden, skal håndvakuumpumpen tilsluttes til slangen til den nederste studs, ved sideværts forsatte studse skal den tilsluttes til slange til den røde eller den sorte studs.

EGR-ventiler på dieselmotorer

EGR-ventiler på dieselmotorer kan kontrolleres på samme måde som for benzinmotorer. Ved holdende motor skal der opbygges et undertryk på ca. 500 mbar. Dette undertryk skal holdes i 5 minutter og må ikke falde. Der bør også foretages en visuel kontrol. Det gøres ved igen at opbygge et undertryk med håndvakuumpumpen på vakuumstudsen. Hold øje med ventilstangen (forbindelsen mellem membran og ventil) gennem åbningerne. Den skal bevæge sig jævnt i takt med aktiveringen af håndvakuumpumpen.

EGR-ventiler med potentiometer

Nogle EGR-ventiler har et potentiometer til tilbagemelding af ventilens position. Kontrol af EGR-ventilen foretages som beskrevet ovenfor. Kontrollen af potentiometret foretages således.
Træk det 3-polede stik af, og mål den samlede modstand mellem ben 2 og ben 3 på potentiometret med multimetret. Værdien skal ligge mellem 1.500 ohm og 2.500 ohm. Modstanden i glidesporet måles ved at tilslutte multimetret til ben 1 og ben 2. Åbn ventilen langsomt med håndvakuumpumpen. Den målte værdi begynder ved ca. 700 Ohm og vokser til 2.500 ohm

KONTROL AF TRYKOMFORMERE, SKIFTEVENTILER OG TERMOVENTILER: FEJLFINDING

Kontrol af mekaniske trykomformere

Ved denne kontrol benyttes håndvakuumpumpen ikke til at frembringe undertryk, men som manometer. Træk vakuumslangen fra trykomformeren til EGR-ventilen af trykomformeren, og tilslut vakuumpumpen. Start motoren, og bevæg langsomt stangen til trykomformeren. Visningen på vakuumpumpens manometer skal variere i takt hermed.

Kontrol af elektro-pneumatiske trykomformere

Også her benyttes håndvakuumpumpen som manometer. Tilslutningen til den elektro-pneumatiske trykomformer foretages igen til den vakuumstuds, der fører til EGR-ventilen. Start motoren, og træk stikket af den elektriske tilslutning på trykomformeren. Visningen på manometret må ikke overstige 60 mbar. Sæt stikket på igen, og forøg motorens omdrejningstal. Visningen på manometret skal stige samtidig.

 

Modstanden i trykomformerens spole kontrolleres ved igen at trække det elektriske stik af og tilslutte et multimeter til de to ben. Modstanden skal være mellem 4 ohm og 20 ohm.

 

Aktiveringen af trykomformeren kontrolleres ved at tilslutte multimetret til benene i stikket og derefter observere den viste spænding. Den skal ligeledes variere i takt med motorens omdrejningstal.

MODSTANDSMÅLING PÅ TRYKOMFORMER: FEJLFINDING

Kontrol af elektriske trykomformere

Kontrollen af elektriske trykomformere sker på samme måde som kontrollen af elektriske skifteventiler.

Kontrol af elektriske skifteventiler

Elektriske skifteventiler har tre vakuumstudse. Hvis der kun er to studse i brug, er den tredje studs lukket med en kappe, som ikke må lukke tæt.

 

Kontrollen sker ved at foretage en gennemgangsprøve med håndvakuumpumpen på udgangsstudsene på skifteventilen. Tilslut vakuumpumpen til en udgangsledning. Hvis der kan opbygges et undertryk, skal skifteventilen have tilført spænding.

VIGTIGT:

Hvis der er fastlagt polaritet på skifteventilens studse (+ og -), må de ikke forveksles. Hvis skifteventilen har tilført spænding, skal den skifte, og det opbyggede undertryk forsvinder. Gentag samme kontrol på den anden studs.

Kontrol af termoventiler

Ved kontrol af termoventiler skal vakuumslangerne trækkes af. Tilslut håndvakuumpumpen til den midterste studs. Ved kold motor må der ikke være gennemgang i termoventilen. Når motoren har nået driftstemperatur, skal ventilen åbne for gennemgang. For at være uafhængig af motorens temperatur kan termoventilen afmonteres og opvarmes i vandbad eller med en varmluftpistol. Temperaturen skal overvåges løbende for at finde skiftepunkterne.

 

Alle kontrolværdier, der anføres her, er omtrentlige værdier. For at få præcise angivelser skal der foreligge modelspecifikke tilslutningsdiagrammer og kontrolværdier.

KONTROL AF EGR MED ET DIAGNOSEAPPARAT: FEJLFINDING

EGR-systemer, der kan diagnosticeres, kan kontrolleres med et passende diagnoseapparat. Her er det afgørende, hvor dybe kontrolmuligheder det benyttede apparat og det system, der skal kontrolleres, har. Til dels er det kun muligt at udlæse fejlhukommelsen, til dels kan man kun udlæse måleværdiblokke og foretage en aktuatortest.

 

I den sammenhæng er det vigtigt også at kontrollere de komponenter, der kun har indirekte indflydelse på EGR-systemet. For eksempel luftmassesensoren og motortemperaturføleren. Hvis styreenheden modtager en forkert værdi fra luftmassessensoren, vil den mængde udstødningsgas, der skal recirkuleres, blive beregnet forkert. Det kan medføre forringede emissionsværdier og store problemer med motorgangen.

 

For elektriske EGR-ventiler kan det forekomme, at der ikke vises nogen fejl ved diagnosen, og at en aktuatortest heller ikke giver indikationer af problemer. I så fald kan ventilen være kraftigt tilsmudset, så den ikke åbner for det tværsnit, som styreenheden kræver. Derfor tilrådes det at afmontere ventilen og kontrollere den for tilsmudsning.

VIDEO OM EMNET

Diagnose af EGR-systemet

Diagnose af EGR-systemet inkl. diagnoseapparatet mega macs 66

 

04:33 min

UDSKIFTNING AF EGR-VENTIL: VIDEO

Udskiftning af udstødningsrecirkulationsventilen

Udskiftning af EGR-ventilen inkl. vejledning i af- og påmontering

 

02:43 min