La soupape de recirculation des gaz d’échappement (EGR) est peut-être l’une des pièces les plus mal comprises qui se trouvent sous le capot d’une automobile moderne. Conçu pour aider à lutter contre la pollution, avec la vanne PCV, a joué un rôle déterminant dans le nettoyage de l’air dans et autour des villes. Mais pour comprendre ce qu’il fait, vous devez d’abord comprendre quelques notions sur la combustion du carburant dans le moteur.
Principes de base de la combustion automobile - Les moteurs à essence fonctionnent en mélangeant le carburant et l’air, en le comprimant à l'intérieur du cylindre et en l'allumant avec la bougie. Idéalement, l'essence consomme de l'oxygène. Mais l'air contient 70% d'azote et contient des traces d'autres gaz. L'azote est assez inerte et n'aime pas être associé à l'essence. Mais à mesure que la température de la chambre de combustion augmente, l'azote est beaucoup plus susceptible de se combiner à l'oxygène et de former des oxydes d'azote, également appelés NOx. Les oxydes d'azote sont une composante majeure de la pollution atmosphérique en milieu urbain. L'essence, aussi, brûle mieux lorsqu'elle est combinée avec de l'air dans un rapport de 14,7 air pour 1 carburant. Mais des combinaisons allégées améliorent l'économie de carburant. Le problème est que lorsque l’essence est brûlée, elle a tendance à cogner. Knock réduit considérablement l'efficacité thermique et peut endommager le moteur s'il est autorisé à continuer. Bien qu'il existe des limites pratiques au fonctionnement d'un moteur pauvre, il peut être quelque peu amélioré si la température de la chambre de combustion est basse. En abaissant les températures de la chambre de combustion, la pollution est réduite et l'économie de carburant améliorée. La performance sera quelque peu sacrifiée, mais c'est un prix nécessaire pour la qualité de l'air.
Température de la chambre de combustion
Il existe deux façons de réduire la température de la chambre de combustion. La première consiste à réduire le taux de compression. Le taux de compression est la quantité de compression fournie par le cylindre. Mais réduire considérablement ce facteur à moins de 8: 1 ou plus réduit considérablement les performances et l'efficacité. Un autre moyen de réduire la température de la chambre de combustion consiste à ajouter un élément inerte à la charge air-carburant. Quelque chose qui ne brûle pas. Heureusement, chaque voiture et chaque camion dispose d'une réserve de gaz inerte prête à l'emploi: les gaz d'échappement. De manière surprenante, l'ajout de gaz d'échappement à la charge d'air admis diminue en fait la température maximale de la chambre de combustion. Cela semble contre-intuitif puisque l’échappement est chaud. Cependant, quand il sort du cylindre, il fait plus froid que la température maximale de la chambre de combustion. Donc, en le pompant dans la chambre de combustion, il ne brûlera plus et n'absorbera pas de chaleur.
La vanne EGR
EGR signifie «recirculation des gaz d'échappement». La vanne redirige une petite partie des gaz d'échappement dans la charge d'air admis et fait baisser la température maximale du combustible en combustion. La soupape veille à ce que le système EGR soit éteint au ralenti, ce qui entraînerait un ralenti irrégulier et instable, ainsi qu'à la puissance maximale, car l'ajout de gaz d'échappement empêche le moteur de fonctionner. En réduisant la pollution et en abaissant la température de la chambre de combustion, les gaz d'échappement à recirculation ont également pour effet de réduire les pertes de pompage. Les pertes de pompage sont le travail que le moteur doit faire pour pomper l'air d'admission au-delà du papillon des gaz. Étant donné que la RGE réduit la puissance, l'accélérateur doit être ouvert plus largement pour obtenir la puissance désirée, ce qui signifie que l'ouverture de l'accélérateur est plus large et que le moteur n'a pas à travailler autant pour aspirer l'air. De plus, avec une température de chambre de combustion plus basse, les parois métalliques du cylindre, du piston et de la culasse perdent moins de chaleur, ce qui permet de conserver plus de chaleur interne et de la convertir en travail mécanique.
History of EGR
Les premiers systèmes EGR au début des années 1970 fonctionnaient strictement sous vide multiple. Ils ont eu un impact considérable sur les performances, la maniabilité et la fiabilité. De nombreux propriétaires les ont simplement retirés et modifiés les carburateurs pour éviter qu'ils ne soient trop lâches. Un peu plus tard, les systèmes ont ajouté des commandes électroniques qui amélioraient les performances et la fiabilité, mais les problèmes persistaient et les systèmes, bien que mandatés par la loi fédérale, étaient impopulaires auprès des conducteurs. Certains constructeurs étrangers ont choisi de réduire la taille de leurs moteurs et, étant donné qu'ils produisaient si peu de gaz d'échappement, ils ont pu éliminer complètement le système EGR. Cette décision les a aidés à s'implanter sur le marché américain. Toutefois, le système a continué d'évoluer et, associé aux systèmes modernes de gestion de moteur contrôlés par ordinateur, n'a aucun impact sur la manœuvrabilité, et offre en fait un avantage important, à la fois pour la réduction de la pollution et pour l'amélioration de l'économie de carburant.
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