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La gestione del ricircolo di alta e bassa pressione sui diesel Volkswagen EURO 6

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Gestione del ricircolo di alta e bassa pressione sui diesel Volkswagen EURO 6

Gestione del ricircolo: ecco perché molte motorizzazioni EURO 6 prevedono un doppio circuito di ricircolo EGR.

Il motivo per cui molte motorizzazioni EURO 6 prevedono un doppio circuito di ricircolo EGR, è legato alla forte stretta sulle emissioni che la comunità europea ha imposto negli ultimi anni. Si è passati infatti dai 180 mg NOx/km delle EURO 5 agli 80 mg NOx/km delle EURO 6 con una soglia più che dimezzata! Ovviamente tutto questo mantenendo i sistemi di filtraggio del particolato tramite DPF.

Andiamo a studiare insieme il modo in cui si coordinano tra loro la gestione del sistema EGR di alta (AP) e bassa pressione (BP), prendendo a campione questa motorizzazione Volkswagen di ultimissima generazione:

VOLKSWAGEN GOLF VII (5G)
Motorizzazione 1.6 TDI
Potenza 110CV
Codice motore CXXB
Iniezione Delphi
Anno 2016

Gestione del ricircolo di alta e bassa pressione su Golf VII 1.6 TDI

gestione del ricircolo di alta e bassa pressione sui diesel Volkswagen EURO 6

Iniziamo col dire che sia l’EGR AP che BP lavorano con un proprio scambiatore di calore integrato per il raffreddamento dei gas di scarico da far ricircolare.

A differenza dell’EGR AP però, quella di BP preleva i gas di scarico subito all’uscita del DPF per reimmetterli in aspirazione al turbocompressore, una volta filtrati dal DPF stesso e raffreddati dallo scambiatore di calore.

Inutile sottolineare qui l’importanza di un ottimo filtraggio di tali gas ad opera del DPF.

Si immagini cosa potrebbe accadere, infatti, se i gas di scarico ricircolati dal sistema di BP venissero fatti aspirare al turbocompressore insieme al particolato.

C’è poi un altro punto da evidenziare.

Essendo a bassa pressione, tali gas hanno bisogno di una “spinta” per potersi spostare da un ambiente a pressione pressoché atmosferica, rappresentato dall’uscita del DPF, ad un ambiente con una pressione paragonabile all’ambiente precedente cioè il condotto di aspirazione, tra filtro aria e girante del turbocompressore.

Da questo nasce la necessità di un ulteriore componente elettromeccanico: il corpo farfallato sullo scarico, a valle del DPF.

Il corpo farfallato: funzione e utilità

VW Golf VII 1.6 TDI, corpo farfallato sullo scarico

Il compito di questo componente è quello di “creare un tappo” in grado di incrementare la differenza di pressione tra scarico e aspirazione, così da favorire lo spostamento dei gas di scarico verso l’aspirazione e parzializzare il flusso dei gas combusti all’interno del condotto di scarico.

In questo modo è possibile incrementare la differenza di pressione tra scarico e aspirazione, e favorire lo spostamento dei gas esausti verso l’aspirazione.

Come è facile intuire, trattasi di un elemento normalmente aperto.

Riportiamo, come informazione aggiuntiva, la resistenza di avvolgimento del motorino elettrico che attua la chiusura del piattello.

Corpo farfallato sullo scarico, resistenza di avvolgimento motorino a 34°C circa 9 ohm

Ma in che modo l’EGR AP, quella BP e il corpo farfallato sullo scarico agiscono e vengono coordinati tra loro? Vediamolo.

Come si coordinano EGR AP, BP e corpo farfallato

Per chiarire tale aspetto andiamo ad analizzare due oscillogrammi:

  1. Il primo mette in risalto le fasi in cui lavorano le due valvole EGR.
  2. Il secondo fa vedere in quali fasi della guida il corpo farfallato sullo scarico viene chiuso o parzializzato.

Vediamo il primo, premettendo che è stato realizzato campionando i segnali di posizione delle due EGR accelerando e rilasciando con veicolo fermo.

Segnali di posizione valvole EGR AP (blu) e BP (rosso) con veicolo fermo

Segnali di posizione valvole EGR AP (blu) e BP (rosso) con veicolo fermo

Si noti che le due valvole vengono istantaneamente chiuse non appena si chiede potenza (“ACCELERATORE GIU’”).

Subito dopo, essendo il veicolo fermo e quindi non necessitando di potenza:

  • La valvola AP si apre per circa metà 
  • BP si spalanca

Il motivo di questa ripartizione sbilanciata del lavoro è legato al fatto che, mediamente, viene sempre prediletto l’esercizio della valvola EGR BP.

Le ragioni sono facilmente intuibili: meglio lavorare con gas puliti, tali da non creare problemi di pulizia a collettori, farfalle, EGR AP, ecc.

Rilasciando il pedale, poi, si nota che la situazione si inverte:

  • AP si apre completamente
  • BP si chiude

In questa condizione viene “svuotata” la zona che comprende il collettore di scarico, il turbo e tutto il tratto a monte del DPF. Mentre non viene prelevato alcunché dal sistema di BP.

Riassumendo, nei transitori di richiesta di potenza le valvole EGR si chiudono, a regimi medio bassi le due valvole lavorano in misura differente, a seconda se si stia:

  • a carico costante: più BP e meno AP
  • in rilascio: più AP e meno BP

Al minimo con motore regimato le due valvole sono entrambe parzialmente aperte.

Come si comporta il corpo farfallato sullo scarico

Non ottenendo risultati apprezzabili con vettura ferma, questa volta la prova è stata fatta su strada, marciando in prima e seconda marcia.

Segnale di posizione corpo farfallato sullo scarico con veicolo in marcia

Segnale di posizione corpo farfallato sullo scarico con veicolo in marcia

  • Segnale alto (4V) > farfalla aperta
  • basso (circa 1,4V) > farfalla chiusa. La massima chiusura è in realtà solamente una parzializzazione.

Con motore al minimo la farfalla è chiusa: ricircolo di bassa pressione in corso.

Partendo da fermo in prima marcia e accelerando la farfalla si spalanca fino a quando non si preme la frizione e si rilascia per innestare la seconda marcia, momento in cui la farfalla si chiude fino a che non si ricomincia ad accelerare in seconda.

Riassumendo

  • farfalla spalancata quando si chiede potenza > per far sfogare i gas di scarico dalla marmitta
  • farfalla chiusa quando si è al minimo o si rilascia > pochissimi gas di scarico e ricircolo di BP
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