Recyrkulacja spalin i jej rodzaje

Recyrkulacją spalin nazywamy zamierzone pozostawienie części spalin po poprzednim cyklu pracy w komorze spalania silnika lub wprowadzenie spalin z układu wylotowego, do komory spalania. 

- pozostawienie części spalin po poprzednim cyklu pracy w komorze spalania silnika lub bezpośrednie zawrócenie spalin z układu wylotowego do komory spalania - jest to wewnętrzna recyrkulacja spalin: 

- doprowadzenie spalin z układu wylotowego, układem zewnętrznym, do układu dolotowego, które po zmieszaniu z powietrzem płynącym układem dolotowym, płyną do komory spalania - jest to zewnętrzna recyrkulacja spalin. 

- składają się z większości (ok. 99,9 %) z niepalnych składników: azot (N₂), dwutlenek węgla (CO₂), para wodna (H₂O), tlen (O₂) oraz niewielkiej ilości związków szkodliwych 

- pełnią funkcję tzw. gazu obojętnego, który nie uczestniczy w procesie spalania; 

- w porównaniu z powietrzem, mają większe ciepło właściwe - mają więc większą od powietrza zdolność do odbierania ciepła, czyli chłodzenia: 

- zawierają znaczne mniej tlenu niż powietrze - ta cecha ma istotne znaczenie dla ograniczenia ilości tlenków azotu (NO_X) powstających w komorach spalania silnika ZS. 

W komorze spalania zawsze pozostają spaliny po poprzednim cyklu pracy, lub powracają do niej z układu wylotowego pod koniec suwu wylotu spalin.

- konstrukcję układu wylotowego, która w zakresie małych i średnich obciążeń silnika powoduje, że większa masa spalin pozostaje lub powraca do komór spalania; 

- dobór odpowiednich faz rozrządu - to jest wykorzystywane w silnikach z układami zmiany faz rozrządu, dlatego te silniki mogą nie posiadać układu zewnętrznej recyrkulacji spalin, a wszystkie spaliny są recyrkulowane z wykorzystaniem recyrkulacji wewnętrznej; wadą tego rozwiązania jest konieczność uwzględniania recyrkulacji odkreślonej masy spalin, przy doborze faz rozrządu. 

- wymuszone chłodzenie recyrkulowanych spalin; 

- dokładniejsze sterowanie lub regulacja ilości recyrkulowanych spalin. 

Umożliwiają ją układy zewnętrznej recyrkulacji spalin. Schemat typowego układu, przedstawia rys. 1. Jego głównym elementem jest przewód łączący kolektor wylotowy i układ dolotowy silnika. Posiada on zawór recyrkulacji spalin 5, o regulowanym przekroju przepływu od zamknięcia do pełnego otwarcia. 

Jeśli zawór recyrkulacji spalin 5 jest otwarty, to spaliny przepływają z kolektora wylotowego do układu dolotowego tylko pod wpływem różnicy ciśnień. Ciśnienie spalin w układzie wylotowym, w miejscu wypływu spalin, musi być więc wyższe od ciśnienia powietrza w układzie dolotowym, w miejscu, w którym spaliny są do niego wprowadzane.

- ZS

- ZI WB, gdy pracuje w rybie zasilania mieszanką uwarstwioną, 

ta różnica ciśnień jest za mała, aby uzyskać oczekiwane natężenie przepływu spalin, przepływ powietrza w układzie dolotowym jest dławiony przepustnicą. 

- mechaniczno-pneumatyczny, bez udziału elementów elektrycznych i elektronicznych; 

- elektryczno-pneumatyczny, sterowany elektronicznie patrz schemat na rys. 1; zawór modulacji podciśnienia 6 jest sterowany bezpośrednio przez sterownik silnika; 

- elektryczny, ze sterowaniem elektronicznym. 

Układy zewnętrznej recyrkulacji spalin są również wykorzystywane w silnikach, w których jest wykorzystywana wewnętrzna recyrkulacja spalin. Spaliny recyrkulowane z wykorzystaniem obu metod dodają się w komorach spalania silnika. Układy zewnętrznej recyrkulacji spalin, mogą być wyposażone w chłodnicę recyrkulowanych spalin (niepokazana na rys.1). Jej zadaniem jest obniżenie temperatury spalin, przed ich wpłynięciem do układu dolotowego. 

Stopień recyrkulacji spalin oznaczone skrótem SRS. Obliczamy go z wzoru 1: 

w którym: 

m_rsp - masa recyrkulowanych spalin, wprowadzonych do komory spalania [kg] 

m_pow  - masa powietrza, wprowadzona do komory spalania [kg] 

We wzorze 1, suma:

oznacza łączną masę mieszaniny powietrza i recyrkulowanych spalin, wprowadzonych do komory spalania silnika, z wykorzystaniem zewnętrznej lub wewnętrznej recyrkulacji spalin. 

Zdjęcia i tekst pochodzą z artykułu „Recyrkulacja spalin i jej rodzaje” w dodatku technicznym do Wiadomości IC Recyrkulacja spalin w silnikach cz. 1 nr 35/Czerwiec 2010