Công nghệ tuần hoàn khí thải EGR là gì ? tác dụng khử khí thải đạt Euro 4, Euro 5

Công nghệ tuần hoàn khí thải EGR ( Exhaust gas Recirculation System )

Công nghệ tuần hoàn khí thải EGR là quá trình xử lý khí thải ra môi trường đạt tiêu chuẩn Euro 4 trong đó một phần khí thải ngược trở lại để hòa với khí nạp nhằm mục đích giảm nồng độ chất gây ô nhiễm môi trường NOx.

Theo quy định mới tất cả các loại phương tiện xe ô tô tại Việt Nam phải đạt tiêu chuẩn khí thải Euro 4 kể từ ngày 01/01/2018.

Công nghệ tuần hoàn khí thải EGR ( Exhaust gas Recirculation System ) hay còn gọi là Công nghệ EGR System được lắp đặt trên xe nhằm mục đích gì? Kết cấu và nguyên lý hoạt động của chúng ra sao? Hệ thống này có thể dùng cho cả động cơ xăng và động cơ Diesel hay không?

Nguyên nhân ra đời Công nghệ tuần hoàn khí thải EGR

Có thể bạn đã biết! Các hợp chất có trong khí thải của ô tô – Oxit Nitơ NOx (NO, NO2, N2O5, N2O…) là loại chất độc hại đối với môi trường và sức khỏe con người cần phải được hạn chế. Trong động cơ đốt trong, NOx được hình thành chủ yếu ở điều kiện áp suất và nhiệt độ cao( từ 2500 độ F ). Vì vậy,để giảm lượng phát thải NOx sinh ra trong quá trình cháy người ta có một số giải pháp chính sau đây:

Làm giàu hỗn hợp không khí- nhiên liệu để hạ nhiệt độ cháy. Tuy nhiên, giải pháp này sẽ làm tăng lượng chất ô nhiễm HC và CO.
Giảm bớt tỷ số nén của động cơ và góc đánh lửa sớm. Giải pháp này có ảnh hưởng xấu đến công suất và tính kinh tế nhiên liệu của động cơ.
Sử dụng Công nghệ tuần hoàn khí thải EGR ( Exhaust Gas Recirculation System), dưới đây được viết tắt là “hệ thống EGR”.
Việc sử dụng hệ thống EGR cho phép giảm tới 60% lượng NOx có trong khí thải của động cơ. Ngoài tác dụng làm giảm lượng NOx, hệ thống EGR còn có tác dụng giảm đáng kể độ ồn đối với động cơ Diezen và giảm suất tiêu hao nhiên liệu đối với động cơ xăng.
Như ta đã biết ở quá trình nạp xả, trong xy lanh luôn tồn tại một lượng khí sót còn lại của chu trình cháy trước đó; lượng khí sót này phụ thuộc rất nhiều vào góc giao nhau giữa các xupáp nạp, xupáp xả của hệ thống phối khí.

Nguyên lý hoạt động của Công nghệ tuần hoàn khí thải EGR

Nguyên lý làm việc của hệ thống EGR là dùng van và ống dẫn để đưa một lượng khí thải phù hợp quay trở lại trộn lẫn với khí tươi trong đường ống nạp trước khi nạp vào xy lanh (hình: Nguyên lý hoạt động của hệ thống EGR). Sự có mặt của phần khí thải có trong hỗn hợp nhiên liệu- không khí ở buồng cháy có các tác dụng cụ thể sau đây:

Làm giảm hàm lượng khí Oxy có trong cùng một lượng hỗn hợp;
Làm giảm nhiệt độ buồng cháy do nhiệt dung của khí xảlớn hơn nhiệt dung của không khí;
Cản trở và làm giảm tốc độ lan tràn màng lửa trong buồng cháy (giảm tốc độ cháy).
Tất cả các điều này dẫn tới việc làm giảm áp suất, nhiệt độ cháy và từ đó làm giảm lượng NOx được hình thành.
Khi đưa một lượng khí thải bằng 8% thể tích hỗn hợp thì so với trường hợp không có khí thải tuần hoàn (0 %) hàm lượng NOx giảm từ 2500 ppm xuống còn 900 ppm; Ở chế độ công tác 96 Nm, khi lượng khí thải tuần hoàn bằng 14,2 % thể tích hỗn hợp thì hàm lượng NO giảm từ 3200 ppm xuống còn 1000 ppm.

Cấu tạo của Công nghệ tuần hoàn khí thải EGR

Hệ thống EGR thế hệ đầu có kết cấu rất đơn giản và chủ yếu được sử dụng trên các động cơ lắp chế hòa khí. Độ đóng mở của van điều khiển lưu lượng khí thải phụ thuộc chủ yếu vào độ chân không ở chế hòa khí và điều này dễ dẫn tới các sự cố khi sử dụng.

Khi khởi động ở nhiệt độ thấp, bướm gió của bộ chế hòa khí thường được đóng bớt lại để làm tăng độ chân không và làm đậm hỗn hợp nhiên liệu- không khí. Vì vậy, nhiều khi ở chế độ này, độ chân không trong đường nạp đã đủ lớn để mở van điều khiển lưu lượng khí thải của hệ thống EGR và làm ảnh hưởng xấu đến khả năng khởi động và tăng tốc của động cơ.

Để có thể kiểm soát sự hoạt động của hệ thống EGR, người ta đã cài đặt một số tính năng kiểm soát các bộ phận trong hệ thống EGR như nhiệt độ, áp suất trong ống nạp, độ đóng mở của van điều khiển khí xả tuần hoàn….

Một số hạn chế Công nghệ tuần hoàn khí thải EGR

Về mặt kỹ thuật, việc trang bị hệ thống EGR cũng làm nảy sinh một số mâu thuẫn nhất định, cụ thể là giữa việc giảm lượng khói đen với giảm lượng NOx. Việc lượng khí thải tuần hoàn làm giảm nhiệt độ cháy sẽ có tác dụng làm giảm NOx nhưng lại làm tăng một cách đáng kể lượng khói đen do nhiên liệu không cháy hết.

Đối động cơ Diezen, lượng khí thải hòa trộn tối đa khoảng 60% thể tích khí nạp vào xy lanh; ở động cơ phun xăng trực tiếp tỷ lệ này vào khoảng 50% và đối với động cơ sử dụng chế hòa khí là 20%. Trường hợp sử dụng hệ thống EGR mà lượng NOx vẫn vượt quá tiêu chuẩn cho phép thì thường phải xử lý tiếp bằng hệ thống Catalytic gắn trên đường xả.

Vì vậy cần có các thiết bị cảnh báo về tình trạng của van cũng như thực hiện đầy đủ chế độ bảo dưỡng định kỳ theo quy định của nhà sản xuất đối với hệ thống EGR.

Một số hãng xe tại Việt Nam sử dụng công nghệ tuần hoàn khí xả như : Samco, Hyundai Thành Công...

===> Tìm hiểu thêm công nghệ xử lý khí thải SCR sử dụng dung dịch AdBlue

Công ty TNHH Samco Thăng Long

Địa chỉ: Số 467 đường Nguyễn Văn Linh, Phúc Đồng, Long Biên, Hà Nội

Hotline: 0822.882.886

Website: https://muabanxekhach.com.vn