إعادة تدوير غاز العادم

تصغير|يسار|300px|صمام إعادة تدوير غاز العادم في الجزء العلوي من محرك سيارة ساب 90 موديل 1987تقنية "إ**عادة تدوير غاز العادم**" (EGR) في محركات الاحتراق الداخلي هي وسيلة فعالة لتقليل انبعاثات أكاسيد النيتروجين، وتُستخدم في محركات البنزين والديزل، وحتى في بعض محركات الهيدروجين. تعتمد هذه التقنية على إعادة توجيه جزء من غازات العادم الناتجة عن المحرك إلى أسطوانات الاحتراق مرة أخرى؛ حيث يحل غاز العادم محل جزء من الهواء الجوي، مما يقلل من تركيز الأكسجين داخل غرفة الاحتراق. ويؤدي خفض كمية الأكسجين إلى تقليل كمية الوقود التي يمكن احتراقها في الأسطوانة، وهو ما ينعكس بدوره في خفض درجات الحرارة القصوى داخل الأسطوانة، علماً أن كمية الغاز المعاد تدويره تختلف بحسب ظروف تشغيل المحرك.

تتشكل أكاسيد النيتروجين داخل أسطوانة الاحتراق نتيجة تفاعل النيتروجين والأكسجين الموجودين في الهواء الجوي عند درجات حرارة مرتفعة جداً، وغالباً ما يحدث ذلك عند وصول الضغط داخل الأسطوانة إلى ذروته. وفي المحركات التي تعمل بالشرارة (البنزين)، توفر إعادة تدوير غازات العادم عبر صمام خارجي فائدة إضافية تتمثل في زيادة الكفاءة؛ حيث يتيح تخفيف الشحنة فتح صمام الخانق بشكل أكبر، مما يقلل من خسائر الضخ المرتبطة به. وعلى سبيل المثال، تستخدم محركات "سكاي أكتيف" من مازدا، والمزودة بشاحن توربيني وحقن مباشر للبنزين، غازات عادم مبردة ومعاد تدويرها لخفض حرارة غرفة الاحتراق، مما يسمح للمحرك بالعمل بمستويات تعزيز أعلى قبل الاضطرار لزيادة غنى خليط الهواء والوقود لتجنب ظاهرة "خبط المحرك".

في محركات البنزين، تقوم هذه الغازات الخاملة بإزاحة كمية معينة من الشحنة القابلة للاحتراق داخل الأسطوانة، مما يقلل فعلياً من كمية الشحنة المتاحة للاحتراق دون التأثير على نسبة الهواء إلى الوقود. أما في محركات الديزل، فيحل غاز العادم محل جزء من الأكسجين الزائد في خليط ما قبل الاحتراق. وبما أن أكاسيد النيتروجين تتكون أساساً عند تعرض خليط النيتروجين والأكسجين لدرجات حرارة عالية، فإن خفض حرارة غرفة الاحتراق بواسطة تقنية (EGR) يقلل من كمية هذه الأكاسيد المتولدة. كما أن الغازات المعاد إدخالها تحتوي على تركيزات من أكاسيد النيتروجين وأول أكسيد الكربون قريبة من حالة التوازن، مما يثبط صافي الإنتاج الإجمالي لهذه الملوثات وغيرها. وتلعب الخصائص الكيميائية لأنواع الوقود المختلفة دوراً في تحديد مدى إمكانية استخدام هذه التقنية؛ فعلى سبيل المثال، يعد الميثانول أكثر تحملاً لتقنية (EGR) مقارنة بالبنزين.

## نبذة
يعمل إعادة تدوير غاز العادم عن طريق إعادة تدوير جزء من غاز عادم المحرك إلى أسطوانات المحرك. هذا يخفف من الأكسجين في تيار الهواء الداخل ويوفر غازات خاملة للاحتراق لتعمل كممتصات لحرارة الاحتراق لتقليل درجات الحرارة القصوى داخل الأسطوانة.

لايتم إنتاج أحادي أكسيد النيتروجين في درجات حرارة عالية في الغلاف الجوي والذي يحدث في أسطوانة الاحتراق، وهذا يحدث عادة عند ضغط ذروة الأسطوانة. من المزايا الأساسية الأخرى لصمامات إعادة تدوير غاز العادم الخارجية في محرك الإشعال بالشرارة زيادة الكفاءة، حيث يسمح تخفيف الشحنة بوضع أكبر للخانق ويقلل من خسائر الضخ المصاحبة.

يستخدم محرك SkyActiv بشاحن توربيني من قبل شركة مازدا غازات عادم معاد تدويرها ومبردة لتقليل درجات حرارة غرفة الاحتراق، وبالتالي السماح للمحرك بالعمل بمستويات دفع أعلى قبل أن يتم إثراء خليط الهواء والوقود لمنع خبط المحرك.

في محرك البنزين، يزيح هذا العادم الخامل قدرًا من الشحنة القابلة للاحتراق في الأسطوانة، مما يقلل بشكل فعال كمية الشحنة المتاحة للاحتراق دون التأثير على نسبة الهواء إلى الوقود.

في محرك الديزل، يحل غاز العادم محل بعض الأكسجين الزائد في خليط ما قبل الاحتراق. لانه لا
يتشكل أحادي أكسيد النيتروجين بشكل أساسي عندما يتعرض لدرجة حرارة عالية، فإن درجات حرارة غرفة الاحتراق المنخفضة الناتجة عن إعادة تدوير غاز العادم تقلل من كمية أحادي أكسيد النيتروجين.

## المراجع

## مصادر
* Heywood, John B., "Internal Combustion Engine Fundamentals," McGraw Hill, 1988.
* van Basshuysen, Richard, and Schäfer, Fred, "Internal Combustion Engine Handbook," SAE International, 2004.
* "Bosch Automotive Handbook," 3rd Edition, Robert Bosch GmbH, 1993.
* 
* 

## روابط خارجية
* Lecture notes on improving fuel efficiency that discusses the effects of specific heat ratio, University of Washington
* Diesel cycle calculator that can be used to show the effect of specific heat ratio, Georgia State University هايبرفيزيكس
* A Chrysler Imperial fan club describes different EGR control mechanisms
* Don’t Block or Remove the EGR Valve, It’s Saving You Money

تصنيف:تقانة المحركات
محرك احتراق داخلي
تصنيف:محركات
تصنيف:محركات سيارات
تصنيف:هندسة العمليات الكيميائية