Ricircolo dei gas di scarico (AGR/EGR)

Il principio del ricircolo dei gas di scarico (EGR/EGR Exhaust Gas Recirculation) prevede che una parte dei gas di scarico del motore venga fatta ricircolare attraverso il collettore di aspirazione nella camera di combustione. Il grande svantaggio (principalmente con i motori diesel) è che il sistema di aspirazione è molto sporco di fuliggine, il veicolo ha meno energia e può iniziare a fumare o funzionare in modo irregolare quando è al minimo.

Il gas di scarico viene miscelato con l'aria in ingresso e quindi il contenuto di ossigeno della miscela di combustione diminuisce. L'EGR viene utilizzato per ridurre le emissioni di ossidi di azoto (NOx) che vengono prodotti quando il carburante viene bruciato nei motori a benzina e diesel, ecc. Con il ricircolo dei gas di scarico, gli ossidi di azoto vengono ridotti già durante la combustione. Con le sole misure di post-trattamento dei gas di scarico (convertitore catalitico), i valori limite di emissione prescritti possono essere rispettati a caro prezzo riducendo chimicamente gli ossidi di azoto. Ciò è avvenuto in particolare dall'introduzione dei limiti Euro 6 nel settembre 2014.

L'uso dell'EGR nei motori diesel è sempre stato caratterizzato dagli obiettivi contrastanti di garantire basse emissioni di ossidi di azoto riducendo al minimo le emissioni di particelle. Elevati tassi di ricircolo dei gas di scarico determinano basse emissioni di ossido di azoto, ma favoriscono la formazione di particelle di fuliggine durante la combustione. Meno NOx porta a più fuliggine e viceversa. Poiché entrambi sono limitati dagli standard sulle emissioni esistenti, è importante valutare esattamente la quantità di gas di scarico che può essere reimmessa nel processo di combustione. All'aumentare del carico del motore, aumenta la tendenza del motore diesel a emettere particelle di fuliggine. In tali condizioni operative, è necessario prestare attenzione per garantire che l'alto tasso di ritorno aggiuntivo che promuove la fuliggine sia ridotto al fine di evitare emissioni visibili di fuliggine, ad esempio quando il veicolo accelera. La gestione del motore è responsabile di questo. Un rapido rilevamento del rispettivo punto di funzionamento del motore e un rapido controllo della valvola di ricircolo consentono una tempestiva regolazione della velocità di ricircolo.

Quando si utilizza un filtro antiparticolato (DPF), le maggiori emissioni di fuliggine dovute all'uso dell'EGR non sono più così importanti perché la fuliggine viene intrappolata. Ciò porta a basse emissioni di NOx e non è necessario investire nel trattamento degli NOx.

Nel caso dei motori a benzina, l'obiettivo di utilizzare un sistema di ricircolo dei gas di scarico è diverso. L'obiettivo qui non è ridurre al minimo le emissioni inquinanti, ma ridurre il consumo di carburante. Ciò è influenzato dalle perdite di scambio gassoso, soprattutto a carico parziale.

Quando un motore a benzina convenzionale viene azionato a carico parziale, la valvola a farfalla crea una depressione nel condotto di aspirazione, che riduce la massa d'aria aspirata e la potenza del motore si riduce di conseguenza. Allo stesso tempo, il lavoro di scambio del gas aumenta. Mediante la miscelazione dei gas di scarico si riduce la strozzatura dell'aria pulita per una determinata quantità di carburante e di conseguenza si riducono le relative perdite di scambio gassoso.

Nel caso di un motore a benzina con iniezione diretta in camera di combustione e stratificazione della carica, il carburante brucia fin dall'inizio nel funzionamento a carico parziale con aria in eccesso, cioè con la valvola a farfalla completamente aperta. Di conseguenza, le perdite di strozzamento sono minori e il consumo è già ridotto. Una miscela infiammabile è solo intorno alla candela. In questi stati operativi, l'EGR ha un effetto simile a quello di un motore diesel: si abbassa la temperatura di combustione e si riducono le emissioni di ossidi di azoto.