Comment fonctionne un refroidissement de recirculation des gaz d'échappement?
Comment fonctionne un refroidissement de recirculation des gaz d'échappement?
NOₓ forms when nitrogen and oxygen in the intake air react at high combustion temperatures (typically >1 370 degrés / 2 500 degrés F) - Une condition courante dans les moteurs diesel (en raison de rapports de compression élevés) et des moteurs à essence (sous une charge élevée).
Le système EGR atténue cela en détournant une petite partie (5 à 20%, selon la charge du moteur) de gaz d'échappement (qui est inerte, contenant peu d'oxygène et de niveaux élevés de co₂ et de vapeur d'eau) dans le collecteur d'admission.
Le gaz d'échappement inerte déplace l'oxygène dans l'air d'admission et absorbe la chaleur pendant la combustion, abaissant les températures de flamme maximales à<1,370°C-effectively reducing NOₓ production by 30–70%.
Cependant, le gaz d'échappement quittant le moteur est extrêmement chaud (350–600 degrés pour les moteurs diesel, 250–450 degrés pour les moteurs à essence). Si ce gaz chaud est recirculé directement, il augmenterait la température de l'air de l'admission, annulant certaines réductions de NO et réduirait même l'efficacité du moteur. Le refroidisseur EGR résout ce problème en refroidissant le gaz d'échappement avant la recirculation.
Comment fonctionne une glacière EGR
Le refroidisseur EGR fonctionne sur le principe liquide - vers - Principe d'échange de chaleur à gaz, en utilisant le liquide de refroidissement du moteur (ou, dans certaines applications de service lourdes -, une boucle de refroidissement dédiée) pour absorber la chaleur du gaz d'échappement chaud. Son fonctionnement est étroitement intégré au système EGR, suivant cette séquence:
1. Le gaz d'échappement chaud entre dans le refroidisseur EGR
Le système EGR utilise une vanne EGR (contrôlée par l'ECU du moteur) pour détourner une quantité comptère de gaz d'échappement chaud du collecteur d'échappement (ou une sortie de turbocompresseur) dans l'entrée du gaz d'échappement du refroidisseur EGR.
Le gaz d'échappement traverse un réseau de petits passages étroits (tubes ou canaux) à l'intérieur du noyau du refroidisseur - conçu pour maximiser la surface en contact avec le milieu de refroidissement.
2. Le liquide de refroidissement du moteur circule autour des passages de gaz d'échappement
Le liquide de refroidissement du moteur (le même liquide de refroidissement utilisé pour refroidir le bloc moteur et la culasse) est pompé dans l'entrée du liquide de refroidissement du refroidisseur EGR (généralement connecté au système de refroidissement du moteur en amont du radiateur).
Le liquide de refroidissement circule autour de l'extérieur des passages de gaz d'échappement (dans la coquille ou la veste du refroidisseur), créant une barrière entre le gaz d'échappement chaud (à l'intérieur des passages) et le liquide de refroidissement (à l'extérieur).
REMARQUE CRITIQUE REMARQUE: Le liquide de refroidissement et le flux de gaz d'échappement dans des directions à contre-courant (le liquide de refroidissement entre près de la prise de gaz d'échappement, sort près de l'entrée du gaz d'échappement). Cela maximise la différence de température (ΔT) entre les deux fluides à chaque point du refroidisseur, assurant un transfert de chaleur efficace.
3. Le transfert de chaleur se produit (refroidissement du gaz d'échappement)
La chaleur du gaz d'échappement chaud (350–600 degrés) est effectuée à travers les parois des passages de gaz d'échappement (généralement en chaleur - matériaux conducteurs comme l'acier inoxydable ou l'alliage d'aluminium) au liquide de refroidissement (80–100 degrés).
Le gaz d'échappement refroidit considérablement - généralement à 150 à 250 degrés (moteurs diesel) ou 120–200 degrés (moteurs à essence) - en fonction de la taille et du débit du refroidissement du refroidisseur.
Le liquide de refroidissement absorbe cette chaleur et sort de la sortie de liquide de refroidissement du refroidisseur EGR, puis s'écoule vers le radiateur du moteur (ou réservoir d'expansion du liquide de refroidissement) pour être refroidi par refroidissement avant le refroidisseur de moteur ou d'EGR.
4. Le gaz d'échappement refroidi est recirculé à l'admission
Le gaz d'échappement inerte maintenant - laisse la sortie de gaz d'échappement du refroidisseur EGR et se déplace vers le collecteur d'admission du moteur (se mélangeant souvent à l'air d'admission frais en amont du turbocompresseur ou du corps de papillon).
Ce mélange de carburant refroidi et dilué - entre dans la chambre de combustion, où il abaisse les températures de combustion maximales et ne réduit aucune formation - terminant le cycle EGR.
