EGR, cos’è e come funziona

L’EGR o ricircolo dei gas combusti o ricircolo dei gas di scarico consiste nel mettere in ricircolo una “piccola” parte (5-15%) dei gas di scarico facendoli passare dal collettore di scarico al collettore di aspirazione, per poter abbattere una parte di inquinanti NOx dovuti alla combustione. La sigla EGR che sta per Exhaust Gas Recirculation, ovvero, ricircolo dei gas esausti.

Quando nasce l’EGR?

Componente nato in modo specifico per i motori diesel, la EGR fa parte anche dei propulsori alimentati a benzina, sui quali gli ossidi di azoto non rappresentano un problema così incombente quanto, invece, sui turbodiesel. Questi ultimi possono avere anche due impianti EGR, uno di alta e uno di bassa pressione, in base al fatto di “spillare” aria a monte o a valle della turbina.

A seconda del tipo di motore, l’EGR è implementato in modo diverso e ha effetti diversi sul sistema di propulsione. Sui motori di concezione più vecchia sui quali fu aggiunto il dispositivo EGR, questo causava un leggero calo di potenza e un leggero aumento di consumi, con fuoriuscita di una notevole quantità di fumosità di color nero causata da un’errata percentuale di quantità di aria “pulita” e gasolio presenti nel ciclo di combustione. A partire dalla seconda metà degli anni 90 sono stati invece introdotti sul mercato i primi motori integrati con l’EGR, per cui questo componente è divenuto fondamentale per il corretto equilibrio nel funzionamento del motore. 

A cosa serve l’EGR?

Sono gas esausti, quelli di scarico, perché nel processo di combustione viene meno la componente di ossigeno, pertanto, nella fase di reimmissione nel condotto di aspirazione di una quota di questi gas, tra il 5 e il 15% del volume complessivo, non partecipano alla nuova fase di combustione. Perché reimmetterli, quindi? Perché così facendo si contribuisce a ridurre la miscela utile alla combustione e diminuire la temperatura massima generata in camera. Dalla temperatura molto elevata, infatti, si generano gli ossidi d’azoto da trattare con sistemi di post-combustione, perché non vengano scaricati in atmosfera e, così facendo, penalizzare le emissioni del motore. 

Sebbene l’azoto sia considerato un gas inerte a temperatura ambiente, alle altissime pressioni e temperature raggiunte nella camera di combustione forma i NOx: questi gas sono una fonte di inquinamento la cui riduzione è imposta dalle varie normative anti-inquinamento (per la Comunità europea, i parametri devono rientrare nei livelli fissati dagli Standard europei sulle emissioni inquinanti).

Con il ricircolo dei gas combusti, i gas inerti che non partecipano alla combustione, diminuendo la quantità di miscela utile al fine della combustione e della potenza erogata, serve ad abbassare le temperature massime del ciclo, riducendo, in tal modo, le emissioni di ossidi di azoto (NOx).

L’installazione di valvole EGR si è estesa anche ai motori benzina, sebbene esse siano nate per intervenire sulle alte emissioni di NOx dei motori diesel causate dall’elevato rapporto di compressione e dalle elevate temperature di combustione tipiche di questi motori.

In full throttle ovvero in pieno carico l’EGR viene esclusa, ovvero non vi è ricircolo, per non compromettere negativamente le prestazioni del motore, come la coppia massima erogabile.

Come funziona l’EGR?

Per ottenere questo ricircolo dei gas combusti, durante la fase terminale dello scarico e la fase iniziale dell’aspirazione si utilizza un’apposita elettrovalvola o idrovalvola, l’Exhaust Gas Recirculation (EGR) che viene comandata dalla centralina del motore tramite un segnale Pulse Width Modulation (PWM – modulazione di larghezza di impulso) consentendo la regolazione della quantità di gas di scarico dai relativi collettori, che vengono messi in ricircolo nei collettori d’aspirazione e aspirati nel motore. Assieme ai gas di scarico il circuito preleva anche i gas provenienti dal carter attraverso la PCV, dovuti al filtraggio attraverso le fasce elastiche e dall’evaporazione dell’olio motore.

La valvola EGR non è un dispositivo isolato, ma fa parte di un gruppo di componenti – il gruppo EGR – che comprende altre elettrovalvole di comando, tubi, cavi, e, in diverse realizzazioni, anche un motorino apposito. Su alcuni motori la carica di gas combusti passa attraverso un raffreddatore prima di esser reimmessa, al fine di abbassare ulteriormente le temperature in camera.

Se non ci fosse l’EGR?

I moderni motori non potrebbero rispettare le severe normative antinquinamento. 
Per contro però, non è raro che la valvola EGR sia soggetta a malfunzionamenti (si sporca), a causa dello stretto contatto che ha con i gas di scarico. Si riscontrano malfunzionamenti della valvola soprattutto nei piccoli diesel, in cui l’utilizzo prevalentemente cittadino penalizza la funzione del dispositivo, soprattutto a motore non ancora in temperatura.

Nonostante questo, tuttavia, è frequente il caso di proprietari di veicoli, soprattutto diesel, che, al verificarsi di eventuali inconvenienti tecnici che richiedono la sostituzione della valvola difettosa, scelgono di non sostituirla, optando per la sua disattivazione, o “esclusione” (con eventuale riconfigurazione e nuova mappatura dei parametri della centralina elettronica), al fine di risparmiare. Questo comporta un elevato aumento delle emissioni inquinanti del veicolo.

Estistono anche degli additivi per mantenere pulita la valvola EGR, come quelli dell’Arexons.

Come interagisce con il guidatore l’EGR?

Il guidatore non si accorge del funzionamento dell’EGR sui moderni motori, poichè esso è integrato completamente nella logica di funzionamento del motore.