Le moderne vetture, in particolare quelle dotate di motori Euro 6, sfruttano un dispositivo chiamato EGR, acronimo di Exhaust Gas Recirculation, il cui scopo primario è abbattere le emissioni di ossidi di azoto (NOx). Questo obiettivo si raggiunge reintroducendo nei cilindri una parte dei gas di scarico, un processo che abbassa la temperatura di combustione e, di conseguenza, riduce la produzione di NOx fino al 70%. La valvola EGR, che può essere singola o doppia nei motori diesel, modula il flusso dei gas esausti che vengono riaspirati, garantendo un controllo preciso per limitare il ricircolo allo stretto indispensabile, evitando così di compromettere le prestazioni e la funzionalità del motore. Il sistema EGR, reso obbligatorio dai regolamenti europei sulle emissioni inquinanti, si trova principalmente sui veicoli con motori diesel ed è una componente fondamentale del sistema di controllo dell'inquinamento del veicolo.
Il Principio di Funzionamento della Valvola EGR
La valvola EGR preleva una parte dei gas di scarico. Questi gas, una volta prelevati, passano attraverso uno scambiatore di calore per abbassarne la temperatura e vengono poi nuovamente immessi nel collettore d’aspirazione. Questo processo è gestito da un gruppo EGR sotto il controllo della centralina, che regola l'apertura e la chiusura della valvola EGR in base a diversi fattori, tra cui il carico del motore (pressione dell'acceleratore), il regime del motore, la temperatura del motore, la pressione di sovralimentazione e la temperatura/volume dell'aria aspirata. La regolazione della quota EGR è istantanea alle richieste del motore e viene comandata dalla centralina mediante una o più valvole a farfalla a depressione oppure con un elettroattuatore.
I gas di scarico reintrodotti in camera di combustione non sono più "attivi" nel processo di combustione, ma assorbono parte del calore generato dalla compressione dell'aria, riducendo la temperatura massima di combustione che è direttamente correlata alla produzione di ossidi di azoto. La quota di gas ricircolati non può superare il 40% del volume d'aria aspirato in camera di combustione. Superare questa soglia, sebbene abbatterebbe ulteriormente gli ossidi di azoto, comporterebbe una combustione incompleta del combustibile, incrementando la formazione del particolato (PM) e il consumo di carburante. A piena potenza, la valvola EGR resta disinserita per favorire l'erogazione dei cavalli e della coppia motrice.
Il Ruolo Cruciale del Raffreddamento dei Gas di Scarico
Il raffreddamento dei gas di scarico è un elemento chiave per l'efficacia del sistema EGR. Il raffreddamento dei gas di scarico abbassa i picchi di temperatura durante la combustione e riduce la velocità di combustione, diminuendo così la formazione di ossidi d'azoto. Molti radiatori EGR dispongono di una farfalla di bypass a comando pneumatico o elettrico. Grazie alla farfalla di bypass chiusa, nella fase di riscaldamento del motore, i gas di scarico vengono fatti passare intorno al radiatore EGR. Questo permette al motore e al catalizzatore di raggiungere rapidamente la temperatura di esercizio.
I radiatori EGR, come quelli compatti in alluminio di Pierburg che spesso integrano la valvola EGR e la farfalla di bypass, sono posizionati strategicamente per prelevare i gas di scarico "sporchi" all'uscita dei cilindri, prima dei catalizzatori e del filtro antiparticolato. Nelle configurazioni EGR ad alta pressione (AP), i gas di scarico sono prelevati a monte della turbina e reimmessi a valle del compressore nell'aria di aspirazione già compressa. Dalla normativa Euro 4 in poi, sono presenti tra il prelievo e l'immissione degli scambiatori di calore per abbassare la temperatura del gas inerte. La presenza della sovralimentazione richiede un sistema di regolazione della pressione di aspirazione, con farfalle di regolazione che provvedono a mantenere una differenza tra la pressione della conduttura di scarico e quella di aspirazione. La chiusura delle farfalle crea una depressione che incrementa l'aspirazione dei gas di scarico da riciclare.
Nelle valvole EGR a bassa pressione (BP), i gas di scarico da reintrodurre in camera di combustione sono prelevati a valle della turbina e del filtro antiparticolato e miscelati con l'aria di aspirazione a monte del compressore. Il recupero dei gas dopo il trattamento del filtro antiparticolato offre due vantaggi significativi: una minore presenza di particolato e una minore temperatura. Questi vantaggi si traducono in una riduzione della temperatura in camera di combustione, un flusso dei gas di scarico che azionano la turbina non rallentato e meno problemi di imbrattamento della valvola EGR dovuti al particolato.
Manutenzione e Problemi Comuni della Valvola EGR
Il problema più frequente della valvola EGR è l'accumulo di sporcizia, proprio per il continuo passaggio dei gas di scarico. Questo inconveniente si presenta soprattutto sulle auto a gasolio che percorrono brevi tratti, spesso senza raggiungere la temperatura d'esercizio, o quando l'impianto d'iniezione non assicura una combustione regolare. Se la valvola si blocca a causa dei depositi, il ricircolo dei gas di scarico può essere compromesso.
Come pulire una valvola EGR | I consigli di AUTODOC
I sintomi di un malfunzionamento della valvola EGR sono facilmente riconoscibili: il veicolo perde improvvisamente potenza, al punto da non salire di giri, e una spia luminosa (spia del motore o spia dello scarico) si accende sul cruscotto. Se la valvola rimane in posizione aperta, reindirizzerà continuamente una parte dei gas di scarico, causando problemi al sistema di iniezione del carburante. Al contrario, se la valvola rimane bloccata chiusa, non avviene alcun reindirizzamento dei gas di scarico, o ne viene ricircolata solo una piccola quantità, con conseguente aumento delle emissioni di NOx.
La manutenzione programmata delle vetture non prevede la sostituzione della valvola EGR, ma non di rado può rompersi. Per risolvere i problemi di una valvola EGR intasata, è possibile pulirla. Esistono in commercio numerosi prodotti specifici in grado di eliminare i residui di sporco, sia da versare nel serbatoio del carburante sia per una pulizia più diretta. Per coloro che hanno esperienza nel mettere le mani nel cofano motore, è possibile procedere alla pulizia fai da te. Il processo prevede di staccare il tubo di aspirazione, pulire i depositi con un prodotto specifico, quindi staccare la valvola EGR (fissata con delle viti) e pulirla accuratamente con prodotti e uno spazzolino da denti. La pulizia deve includere il tubo metallico di ritorno dei gas di scarico, l'entrata dei gas sulla valvola e il passaggio tra i tubi della valvola e il motore. È anche fondamentale verificare il funzionamento del diaframma di aspirazione.
Tuttavia, la pulizia non è sempre sufficiente, soprattutto se la parte è troppo sporca o il radiatore EGR è intasato. In questi casi, è necessaria la sostituzione. Il costo di sostituzione della valvola EGR non è eccessivamente alto, ma varia da officina a officina. Data la complessità della rimozione e installazione, molti esperti consigliano di sostituire direttamente il componente con uno nuovo di qualità, preferibilmente originale (OE) o di marchi affidabili come Pierburg o Wahler, evitando prodotti economici. In caso di elevato chilometraggio, è opportuno considerare la sostituzione dell'intera valvola, poiché anche il radiatore EGR potrebbe essere intasato.
Rischi Legali dell'Eliminazione della Valvola EGR
Spesso, soprattutto consultando vari forum, si può essere indotti a pensare di risolvere gli eventuali problemi legati alla valvola EGR eliminando questo dispositivo. Nello specifico, alcuni "ragazzi intelligenti" non la rimuovono, ma la tappano chiudendo la valvola, in modo che i gas non ci passino più e vadano direttamente fuori dal sistema di scarico, rendendo questa modifica impercettibile, anche all'ispezione tecnica. Tuttavia, è importante sottolineare che rimuovere o disattivare la valvola EGR è un'operazione illegale e comporta gravi conseguenze. Si rischia il sequestro della carta di circolazione, una sanzione amministrativa pari a 1.098 euro, il ritiro immediato della patente, una denuncia penale per reato ambientale e, infine, l'obbligo di ripristinare a proprie spese la valvola. L'annunciato giro di vite nel 2019 sulla riforma del controllo tecnico ha avuto un effetto di annuncio più che di minaccia reale, ma le sanzioni rimangono in vigore.
Considerazioni Aggiuntive e Benefici Collaterali
La valvola EGR, con la crescente rilevanza delle emissioni di CO2 e il raggiungimento delle soglie Euro VI, assume sempre più importanza. Oltre a ridurre drasticamente gli ossidi di azoto reincanalando parte dei gas di scarico nel collettore di aspirazione, diminuisce anche la formazione di fuliggine nel motore diesel, nonché il consumo di carburante nei motori a benzina. Sebbene la riduzione della temperatura di combustione riduca gli ossidi di azoto, è importante notare che un eccessivo ricircolo può aumentare il consumo di combustibile per erogare la potenza e la coppia richieste dal guidatore. Per questo motivo, la quota EGR è fissata a una soglia massima del 40%, oltre la quale altri parametri peggiorerebbero eccessivamente. Le emissioni sono composte anche da anidride carbonica, particolato e idrocarburi incombusti, e l'equilibrio tra questi fattori è fondamentale per un funzionamento efficiente e pulito del motore.
Questo sistema, che si compone di una valvola EGR, condotti per i gas e sistema di raffreddamento, preleva parte dei gas di scarico (la quantità varia in funzione del carico del motore), li raffredda e li reimmette in camera di combustione per abbassare la temperatura, secondo il principio degli inerti. I gas di scarico non interagiscono con la combustione ma sottraggono il calore generato dalla compressione dell’aria, riducendo quindi la temperatura massima di combustione che è in relazione con la produzione di ossidi di azoto.
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