امروزه آلودگی هوا به یکی از مسائل حیاتی تبدیل شده و اثرات مخربی بر انسان و محیط زیست دارد. به همین دلیل، کشورها قوانین زیست محیطی جدیدی وضع کرده و شرکت‌های خودروسازی نیز به دنبال سیستم‌های نوین برای کاهش آلایندگی خودروها هستند. یکی از این راهکارها، سیستم EGR است که در این مطلب به بررسی اینکه سیستم EGR موتور دیزلی چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟ می‌پردازیم.
تا انتها با مجله کی ام سی همراه باشید
منظور از سیستم EGR موتور دیزلی چیست؟
EGR یا Exhaust Gas Recirculation به سیستم بازگرداندن دود و هوای ناشی از احتراق به منیفولد ورودی موتور گفته می‌شود. هدف از طراحی و استفاده از این سیستم، کاهش تولید اکسیدهای نیتروژن (NOX)، سوختن کامل کربن مونوکسید (CO) و سوختن سوخت نسوخته‌ای است که از موتور خارج می‌شود.
سیستم EGR با ترکیب گازهای احتراق و سوخت و هوای تازه، قابلیت اشتعال مخلوط را کاهش داده و دمای موتور را پایین‌تر از حالت اشتعال اولیه نگه می‌دارد. این کاهش دما، که اصل مهمی برای کاهش تولید اکسید نیتروژن است، توسط سیستم EGR در موتورهای دیزلی به خوبی اجرا می‌شود. به ویژه اگر گازهای احتراق پیش از ورود به منیفولد خنک شوند، تأثیر چشمگیری در کاهش گرمای موتور خواهند داشت.
آشنایی با وظایف سیستم EGR موتور دیزلی
سیستم EGR به دو دلیل حیاتی است. اول اینکه این سیتم؛ با گردش مجدد گازهای آلاینده در موتور، آنها را به گازهای کم‌ضررتر تبدیل می‌کند. دوم، از آنجا که موتورهای احتراق داخلی راندمان ۱۰۰% ندارند و گاهی سوخت بدون احتراق از اگزوز خارج می‌شود، این سیستم از هدر رفت سوخت و انتشار آلاینده‌های مضر برای محیط زیست جلوگیری کرده و به بهبود راندمان و کاهش مصرف سوخت خودرو کمک می‌کند.
نحوه کار سیستم EGR به چه صورت است؟
این سیستم به شکلی کار می‌کند که گازهای حاصل از احتراق را با هوای ورودی به منیفولد ترکیب کرده و این مخلوط را وارد سیلندر می‌کند تا دوباره با سوخت مشتعل شود. این فرآیند باعث تبدیل کربن مونوکسید به کربن دی‌اکسید شده و از میزان کربن مونوکسید، که به دلیل نرسیدن اتم کربن به حالت پایدار بسیار واکنش‌پذیر است، کاسته می‌شود.
از طرفی، با افزایش دمای موتور، میزان تولید اکسیدهای نیتروژن هم بالا می‌رود، زیرا در دماهای بالا واکنش نیتروژن با اکسیژن شدت می‌گیرد، بنابراین برای کاهش این ترکیبات باید دمای موتور را کنترل کرد.
بررسی انواع مختلف EGR
به طور کلی؛ دو نوع سیستم EGR سرد خارجی و گرم داخلی وجود دارد که در ادامه؛ به بررسی این دو نوع می‌پردازیم:
1. سیستم EGR سرد خارجی
در این سیستم، بخشی از گازهای خروجی از سیلندر به یک مسیر فرعی هدایت شده و پس از ترکیب با هوای تازه توسط سوپاپ مکش، دوباره وارد سیلندر می‌شوند. میزان جریان این گازها توسط یک شیر برقی که در مسیر اگزوز قرار دارد و از ECU فرمان می‌گیرد، کنترل می‌شود. این شیر برقی به صورت خودکار عمل کرده و تا زمانی که موتور به هوای تازه نیاز دارد، بسته می‌ماند تا همه گازها از طریق اگزوز خارج شوند و به سیلندر بازنگردند.
سیستم EGR با باز شدن شیر برقی، مقدار مشخصی از گازهای خروجی را با توجه به نیاز موتور به داخل سیلندر بازمی‌گرداند. همچنین درصد EGR نشان دهنده نسبت هوای ورودی به سیلندر از طریق سوپاپ مکش است. برای مثال، EGR ۵۰ درصد یعنی نیمی از هوا، از طریق اگزوز وارد سیلندر می‌شود. این گازها ابتدا وارد EGR cooler شده و پس از خنک شدن، با هوای تازه مخلوط و دوباره وارد سیلندر می‌شوند. البته؛ این فرآیند، شروع احتراق را به تاخیر می‌اندازد.
2. سیستم EGR گرم خارجی
سیستم EGR داخلی بر اساس زمان‌بندی باز و بسته شدن سوپاپ‌ها عمل می‌کند. در حالت عادی، سوپاپ تخلیه باز است و تا زمانی که پیستون به نقطه بالای سیلندر (TDC) برسد، باز می‌ماند تا گازها خارج شوند. سپس با حرکت پیستون به سمت پایین، سوپاپ تخلیه بسته و سوپاپ مکش باز می‌شود تا هوای تازه وارد سیلندر شود.
در سیستم EGR داخلی، زمان باز و بسته شدن این سوپاپ‌ها متغیر است و با توجه به شرایط موتور، مقدار گازهای برگشتی به داخل سیلندر تنظیم می‌شود. به این ترتیب، بخشی از گازهای خروجی دوباره به محفظه احتراق بازمی‌گردند.
کلام آخر
در این مقاله به بررسی عملکرد و وظایف سیستم EGR پرداختیم. در نهایت؛ سیستم EGR موتورهای دیزلی، با وجود برخی انتقادات مبنی بر آسیب احتمالی به موتور، نقش مهمی در کاهش آلایندگی و حفظ محیط زیست ایفا می‌کنند. این سیستم‌ها همچنین با کاهش انتشار گازهای مضر، به سلامت تنفسی انسان‌ها و بهبود کیفیت هوا نیز کمک شایانی می‌کنند.
