Pakokaasun takaisinkierrätys

Pakokaasun takaisinkierrätys eli EGR-järjestelmä, joka tulee sanoista Exhaust Gas Recirculation ja kierrättää osan pakokaasuista uudelleen sylintereihin. Pakokaasun takaisinkierrätysjärjestelmä on yleensä pakosarjasta imusarjaan tuleva putki, jonka imusarjan päässä on EGR-venttiili. EGR-venttiili voi olla ohjattu alipaineella tai sähköisesti, joista jälkimmäinen on tarkempi. EGR-venttiili säätelee saapuvan pakokaasun määrää imusarjan paineen mukaan - venttiili on kiinni tyhjäkäynnin alipaineessa ja suurella ylipaineella, eli on avoinna osapaineella ja silloin sallii pakokaasun virtauksen imusarjaan.

Pakokaasun takaisinkierrätyksen tarkoitus 
Pakokaasun takaisinkierrätyksellä on tarkoitus laskea polttomoottorin NOx-päästöjä johtamalla osa pakokaasuista takaisin imusarjaan ja uudelleen sylinteriin. Typenoksidipäästöjä syntyy korkealla moottorin kuormituksella kun sylinterin palamisen huippulämpötila on korkea - takaisinkierrätetty pakokaasu laskee tätä huippulämpötilaa ja laskee päästöjä. EGR-järjestelmä pystyy tapauksesta riippuen vähentämään typen oksideja jopa 60 %. Toimintaperiaate on hieman ristiriitainen, sillä typenoksidipäästöjä syntyy korkealla moottorin kuormituksella mutta EGR on aina toiminnassa ainoastaan osakaasulla. Pakokaasun takaisinkierrätyksen käyttökelpoisuus riippuu myös käytetystä polttoaineesta. Esimerkiksi metanoli ottomoottorin polttoaineena sietää hyvin pakokaasun takaisinkierrätystä, jopa niin hyvin, että takaisinkierrätystä voidaan käyttää moottorin tehon säädössä tavanomaisen polttoaineseoksen tai imuilman virtauksen rajoittamisen sijasta. Tällä tavoin moottorin hyötysuhdetta saadaan oleellisesti parannettua, kun pumppaushäviöissä päästään dieselmoottorin tasolle.

Takaisinkierrätyksen ongelmia 

Pakokaasun takaisinkierrätysjärjestelmä voi ajan mittaan karstoittaa imusarjan, joskus EGR-venttiili voi jumittua tai vuotaa. Koko pakokaasujen takaisinkierrätyksessä on se ongelma, että sylinterien täyttöaste huononee, koska imuilman sekaan sotketaan kuumaa ja palamiskelvotonta pakokaasua. Takaisinkierrätetty pakokaasu hidastaa uuden seoksen palamista ja vie tilaa palamiskykyiseltä seokselta. Tämä aiheuttaa moottorin tehonlaskua ja lisää polttoainekulutusta.

Jotkut ovat sitä mieltä, että pakokaasun ei kuulu päästä imusarjan puolelle ja ovatkin ottaneet takaisinkierrätyksen pois käytöstä. EGR-järjestelmän voi poistaa käytöstä esim. tukkimalla EGR-venttiilin alipaineletkun kuulalaakerin kuulalla tai vastaavalla. Tämä estää alipaineen pääsyn venttiilin kalvorasiaan, jolloin venttiili ei enää avaudu ollenkaan. Venttiili voi silti vuotaa, jos se on viallinen. Ulkoisesti huomaamaton tapa on laittaa metallilevy tai tulppa imusarjan pakokaasukanavan ja EGR-putken väliin, jolloin pakokaasu ei pääse imusarjaan, mutta EGR-venttiili toimii normaaliin tapaan. Pakokaasun takaisinkierrätysjärjestelmän tukkiminen muuttaa myös sylinterin polttoaineseosta paremmin palavaksi, eli pieni sytytyksen säätö saattaa olla tarpeellista. Elektronisesti ohjatuissa autoissa EGR-järjestelmän vikaantuminen tai käytöstä poistaminen saattaa aiheuttaa vikatilan. Lisäksi EGR-järjestelmän käytöstä poistaminen yleensä aiheuttaa sen, ettei ajoneuvo enää täytä sille asetettuja päästöihin liittyviä määräyksiä.

Lähteet 
 
 
 
  Dokumentti on saatavissa myös osoitteessa http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.725.9991&rep=rep1&type=pdf

Viitteet

Autotekniikka
Seulonnan keskeiset artikkelit