1 – O que é e qual a função da válvula EGR?
Com o objetivo de redução das emissões da taxas de NOx formadas durante a combustão nos motores diesel algumas montadores adotam para aplicações em pickup´s e vans a estratégia de redução do NOx na combustão o sistema de recirculação dos gases de escape (EGR) no intuíto de baixar as temperaturas de queima do diesel e consequente redução das concentrações de NOx.
Figura 1 – Válvula EGR – Recirculação dos gases de escape
A massa de gases recirculados é essencialmente composta de ar residual que não foi envolvido no processo de combustão anterior e nos produtos de combustão (dióxido de carbono e vapores de água em particular). Os dois últimos compostos químicos têm uma capacidade térmica maior que o ar que substituem. Portanto, a capacidade térmica média da carga total, ar de entrada fresco e gases de exaustão recirculados será maior. Graças a esta capacidade térmica aumentada da carga total, há uma diminuição na temperatura da chama com a consequente redução na taxa de oxidação do combustível; Tudo isso produz uma desaceleração no processo de formação de óxido de nitrogênio (NOX).
De acordo com o regime de trabalho a central de injeção comanda o motor da EGR permitindo a passagem de gases de escape para o coletor de admissão. Para que esse fluxo ocorra naturalmente a central comanda também uma borboleta motorizada na entrada da admissão para criar uma depressão suficiente no coletor de admissão afim de provocar a sucção dos gases de escape.
figura 2 – Fluxo dos gases de escape recirculados
Abaixo temos um exemplo de um sistema de recirculação dos gases de escape e seus principais componentes. Em seguida falaremos um pouco desses componentes e suas principais falhas e cuidados.
Figura 3 – Componentes sistema EGR – motor FPT 2.0 diesel (aplicação Fiat Toro, Jeep Renegade, Compass e Comander)
- Tubo da EGR
- Válvula EGR
- Atuador borboleta motorizada (TVA)
- Atuador pneumático para desvio da refrigeração do gás da EGR
- Trocador de calor da EGR
- Solenoide de controle do atuador pneumático para refrigeração do gás da EGR
2.1 – Motor elétrico da EGR:
Têm a função de abrir a válvula e fazer o recírculo dos gases de escape.
Geralmente utiliza-se um motor DC com controle PWM proveniente da central de injeção.
Figura 4 – Válvula EGR e motor de comando da EGR
2.2 – Sensor de posição da EGR
Informa para a central a posição do motor do atuador da EGR. Geralmente constituído por um sensor de posição especial sem contato deslizante alimentado por 5V proveniente da central e que envia um valor de tensão de acordo com sua posição.
Figura 5 – Pin-out do motor e sensor de posição da EGR
Em caso de falha da EGR:
Função de regeneração do filtro DPF é desabilitada. Quando ocorrer superaquecimento das bobinas do motor da EGR em função de um travamento ou obstrução mecânica, ocorrerá a limitação do acionamento da mesma. Luz de avarias acessa no painel de instrumentos.
Em caso de falha do sensor de posição da EGR:
O comando do motor da EGR é desabilitado. A função de regeneração do filtro DPF é desabilitada. Luz de avarias acessa no painel de instrumentos.
Antes de condenar ou substituir a EGR, verificar as alimentações do sensor de posição e do motor elétrico. Em caso de falhas na alimentação, certificar a integridade e continuidade do chicote elétrico.
Em caso de substituição do motor ou da válvula EGR completa é importante realizar via Scanner o aprendizado da nova válvula EGR.
2.3 – Corpo de borboleta
Tem como função ajustar a quantidade de ar de admissão pelo motor no momento de atuação da válvula EGR. É uma válvula borboleta normalmente aberta que fecha na medida da atuação
da EGR. Princípio de funcionamento e leitura de posição bem similar ao motor e sensor de posição da EGR.
Figura 6 – Borboleta motorizada da admissão (TVA) – normal aberta
Em caso de substituição da borboleta motorizada (TVA), é recomendado realizar o aprendizado da mesma via Scanner.
3 – Radiador / Resfriador dos gases da EGR
O radiador se encarrega de reduzir ainda mais a temperatura da combustão recirculando gases de escape refrigerados, após trocar calor com o líquido de arrefecimento do motor, permitindo uma maior diminuição das liberações de Nox. Adicionalmente permite recircular maior vazão de gases de escape em função da maior densidade dos gases de escape refrigerados.
3.1 – Refrigeração direta dos gases da EGR
Existem sistemas onde o radiador é direto, sem uma válvula By-pass de controle da refrigeração, obrigando os gases sempre a passar pelo radiador, refrigerando 100% dos gases de escape antes de entrar na admissão.
Figura 8 – EGR com radiador direto – refrigeração de 100% dos gases da EGR
figura 9 – Radiador da EGR (passagem direta)”
O radiador da EGR é passível de furar e passar liquido de arrefecimento para o sistema de escape do veículo,
O cliente irá perceber uma fumaça branca na descarga e nível baixo de liquido de arrefecimento no reservatório sem vazamento aparente, indicando a possibilidade de um radiador da EGR furado.
Um sistema de arrefecimento sempre limpo, com aditivação correta, pode contribuir para evitar essa falha.
Figura 10 – fluxo da EGR com passagem direta pelo resfriador”
3.2 – Refrigeração dos gases da EGR com By-pass
Em certas fases de funcionamento, os gases de escapamento não devem ser resfriados antes de ser admitidos na câmara de combustão (quando em partidas a frio para permitir um aquecimento mais rápido do motor). O módulo do motor comanda por meio de uma eletroválvula de comando pneumático, um by-pass permitindo a passagem direta dos gases de escapamento na admissão sem passar pelo trocador de reciclagem dos gases de escapamento.
Estrutura
O radiador é do tipo tubular. Uma chapeleta by-pass se abre por meio do atuador pneumático e permite a passagem dos gases de escape recirculados pelo radiador promovendo a troca de calor com o liquido de arrefecimento e resfriamento desses gases.
figura 11 – EGR com resfriador e vávula By-pass
figura 12 – portinhola da válvula by-pass”
Nesse tipo de sistema de refrigeração da EGR é muito comum a presença de um sensor de temperatura dos gases de escape da EGR, para que, através da informação dele, a central de injeção Diesel controle o solenoide de comando do atuador pneumático, forçando ou não a passagem dos gases de escape pelo trocador de calor antes de entrar na admissão.
4 – Problemas com a EGR
Além dos problemas eletricos já citados anteriormente como motor eletrico queimado, sensor de posição com avaria, falta de alimentação, etc, podemos ter problemas mecanicos de travamento ou abstrução da EGR, borboleta TVA, coletor de admissão ou do radiador da EGR devido a excesso de carbonização (borras) provocados pela degradação do oleo lubrificante, fuligens provenientes do motor devido a regenerações excessivas, falhas de combustão ou uso constante em baixas rotações e trafego intenso (anda e para frequentes em baixa velocidade).
Uma EGR travada aberta, por exemplo, pode provocar fumaça branca na descarga, oscilação de marcha lenta, perda de potencia e até mesmo o não funcionamento do motor.
Figura 13 – valvula EGR travada aberta por carbonização excessiva”
Figura 14 – Carbonização excessiva devido a uso de lubrificante incorreto ou degradação do oleo
Figura 15 – EGR completamente obstruída e travada
A correção desses problemas passa desde uma limpeza dos componentes com produtos específicos ou a substituição dos mesmos para a restauração do bom funcionamento do motor.
Figura 16 – Componentes da EGR e admissão carbonizados”
Figura 17 – componentes após limpeza
Para evitar esses problemas de obstrução da EGR e todo sistema de admissão é recomendado a verificação dos seguintes pontos:
A – Utilização correta do óleo lubrificante, com níveis de classificação de desempenho ideais para motores com sistema de pós-tratamento.
B – Respeitar os intervalos de troca do lubrificante do motor, principalmente quando se utiliza o veículo em condições severas.
C – Promover a regeneração do Filtro DPF quando solicitado pelo sistema.
D – Evitar a utilização do veiculo somente em trajetos curtos em baixa velocidade e em regime de anda e para (condição severa). Sempre que possível, levar o veiculo a condições de giros e velocidades mais altas.
E – Somente utilizar o Diesel S10.
Para retardar o envelhecimento e a incrustação da válvula EGR, um aprendizado automático dos batentes de início e fim de curso, é efetuado a cada parada do motor.
Levando em conta a posição dos batentes aprendida automaticamente em comparação com a primeira posição aprendida em fábrica, o módulo do motor adapta a instrução de comando da válvula EGR.
Obs: Após a limpeza de todo o sistema, realizar um novo aprendizado da válvula EGR e borboleta motorizada TVA.
Renato França
Consultor técnico e instrutor de formação profissional
Proprietário da Inovar Treinamentos Automotivos
Socio-proprietário da Inovar Centro automotivo
Belo Horizonte – MG