Exhaust Gas Recirculation

Prinsip kerja dari Exhaust Gas Recirculation

Aliran udara dan Exhaust Gas

Prinsip kerja EGR system adalah mengembalikan exhaust gas ke engine. Quantity oksigen akan berkurang dengan dicampurnya udara masuk dengan exhaust gas, sehingga menghasilkan temperature pembakaran yang rendah. Hal ini akan mengurangi nitrogen oxide, NOx, didalam exhaust gas.

Penurunan nitrogen oxide emission memungkinkan memenuhi syarat regulasi emisi gas buang dan mengoptimalkan power engine dan fuel consumption.

Sebagian exhaust gas yang keluar dari engine lewat exhaust manifold akan melewati EGR valve dan EGR cooler, dimana dia akan didinginkan. Exhaust gas yang didinginkan akan dikirimkan kembali menuju intake system dan bercampur dengan air intake 

Pengaturan Aliran Exhaust Gas

Engine control unit mengontrol aliran exhaust gas. Control unit mengatur kandungan EGR, misalnya seberapa banyak volume gas buang yang akan dikembalikan ke dalam engine. Tingkatan diukur dalam persen, misalnya 10% EGR content berarti bahwa 10% adalah exhaust gas yang dikembalikan dan 90% adalah udara. Engine control unit mengontrol EGR valve, menggunakan valves, untuk menentukan EGR content secara tepat pada segala kondisi operasional unit.

Flow sensor mendeteksi dan menginformasikan ke control unit seberapa banyak udara yang masuk ke dalam engine. Control unit juga menerima informasi dari charge air and temperature sensors. Control unit menggunakan informasi tersebut untuk menghitung total volume gas ( udara dan EGR gas) yang akan masuk ke cylinder.

Dengan mengukur total volume gas dan mengurangi dari total flow udara yang didapat dari flow sensor, control unit dapat menghitung besarnya exhaust gas yang akan dikembalikan ke intake system (EGR content). Untuk meningkatkan tingkat akurasi dan mencegah terjadinya salah kalkulasi, control unit akan menutup valve EGR pada interval waktu tertentu, untuk mencegah exhaust gas mengalir kembali. Controll unit membandingkan nilai dari mass flow sensor, harus sama dengan gas yang masuk ke dalam cylinder. Jika nilai tidak cocok, control unit akan mengkalibrasi mass flow sensor.

Ketika EGR system mati, system tetap akan mengaktifkan pada interval-interval tertentu.

Jika terjadi kerusakan dimana control unit tidak bisa mengontrol komponen EGR, maka akan muncul fault code. EGR system pada kondisi ini akan dimatikan. Alternatif lainya, engine akan running dengan EGR tapi tanpa adanya feed back dari mass flow sensor. Controll unit mengatur EGR content dengan nilai tertentu sesuai dengan posisi EGR. Pada kondisi ini, kalibrasi mass flow sensor akan dimatikan. Jika terjadi kerusakan pada system, warning lamp juga akan menyala.

Cold engine

Engine control unit menerima informasi dari coolant temperature sensor. Jika coolant temperature dibawah 60°, control unit tidak akan mengirimkan signal ke proportional valve untuk membuka EGR valve. Sehingga tidak ada exhaust gas yang di kembalikan.
EGR valve akan menutup ketika warming up menggunakan retarder.

Warm engine

Ketika coolant temperatue sudah naik sesuai temperature kerja, engine control unit mengirimkan signal ke proportional valve untuk membuka EGR valve. EGR gases mengalir melalui EGR valve melewati EGR cooler, diamana dia didinginkan dan dikembalikan menuju ke engine.

Ketika throttle pedal di injak secara tiba-tiba, engine control unit akan menutup EGR valve. Engine sesaat akan mengalami kekurangan udara sebelum putaran turbo naik.

Shut-off criteria

Controll unit akan mematikan EGR system jika :

• Apabila charge air pressure dan temperature sensors signal meng-indikasi-kan kemungkinan terjadi beku di dalam intake manifold.
• Ketika exhaust brake diaktifkan.
• Ketika trhotle pedal diinjak secara tiba-tiba (akselerasi)
• Ketika unit dioperasikan di daerah dataran
• Ketika Coolant temperature terlalu tinggi. Pada temperature sekitar 100°C

Circuit diagram

1. Air filter 
2. Mass flow indicator 
3. Turbocharger 
4. Charge air cooler 
5. Turbocharger rotation speed sensor 
6. Electrical actuator for the turbocharger 
7. Intake manifold 
8. Cylinders 
9. Exhaust manifold 
10. Sensor for measuring the exhaust back pressure 
11. EGR valve with pneumatic control cylinder 
12. Position sensor for the EGR valve 
13. Charge air temperature sensor 
14. Charge air pressure sensor 
15. Valve block with a proportional valve for the EGR valve, exhaust brake and an on/off valve for by-pass 
16. Engine control unit 
17. Water-cooled EGR cooler 
18. By-pass valve 
19. Air-cooled EGR cooler 
20. The exhaust brake

Baca juga:

Variable Geometry Turbocharger

Turbo Compoundhttp://catatan-piper-comex.blogspot.com/2012/08/turbo-compound.html