Ventil recirkulace spalin se u naftového M57 v BMW E60 otvírá podtlakem

Naftový šestiválec M57 v pětce E60 vrací část spalin zpátky do sání. Ventil, který o jejich množství rozhoduje, otvírá u evropských vozů membrána na podtlak. Americká verze motoru, se kterou BMW od modelového roku 2009 nabízelo v USA naftové X5 E70 a trojku E90 335d, dostala ventil s elektrickým pohonem. Rozdíl popisují dva školicí sešity BMW a katalog dílů ho má napsaný přímo v názvech skupin.

Proč diesel vrací spaliny do sání

Důvodem jsou podle úvodního sešitu ST603 Introduction to Diesel Technology z května 2008 oxidy dusíku. Naftový motor běží trvale s přebytkem vzduchu, takže jich ve spalinách vzniká mnohem víc než u benzinového. Spaliny přimíchané do sání ubírají ve válci kyslík a nejvyšší teplotu hoření podle sešitu snižují až o 500 °C. Za určitých podmínek tvoří u dieselu recirkulované spaliny až polovinu náplně. Recirkulace přitom pracuje i na volnoběh, protože škrticí klapka je tam skoro celá otevřená.

Benzinové motory BMW té doby podle téhož sešitu vnější recirkulaci nemají. Obstarává ji uvnitř motoru překrytí ventilů, které nastavuje VANOS, a podíl spalin se u benzinu podle sešitu pohybuje kolem pěti až patnácti procent.

Membrána zvedá ventil proti pružině

Ventil sedí podle ST603 v tělese škrticí klapky a spaliny k němu vede potrubí z předního konce výfukového svodu. Když na jeho přípojku přijde podtlak, přitlačí membránu proti pružině a hlava ventilu se zvedne z pouzdra. Spaliny pak proudí kolem hlavy do sacího kanálu.

Pouzdro má okraj ve tvaru břitu. Při zavírání z něj podle sešitu seškrábne usazeniny, takže ventil spolehlivě dosedne a na sedle se neudělá prstenec karbonu. Spaliny chladí výměník na přední stěně hlavy válců. Chladicí kapalina do něj teče z bloku hned za vodním čerpadlem, obtéká trubky se spalinami a pokračuje do hlavy.

Podtlak dodává podle ST603 vývěva. Sešit kreslí jednu podtlakovou soustavu pro posilovač brzd, vířivé klapky, turbodmychadla, uložení motoru i ventil recirkulace a hadice v ní mají barvu podle toho, kam vedou; ventil recirkulace patří k modré. Nakreslená je v kapitole o sání, kde sešit jinak popisuje motor M57D30T2. Navazující sešit ale u americké verze toho motoru uvádí ventil elektrický, takže podtlakový ventil na obrázku sedí spíš na evropské provedení. Podtlak z vývěvy ovládal recirkulaci spalin i u části naftových pětek E34, jak jsme popsali u vývěvy motorů M21 a M51.

Katalog E60 má podtlak v názvu skupiny

V evropském katalogu dílů se skupina ventilu u E60 530d s motorem M57N2 jmenuje „AGR – Vacuum-controlled“, tedy recirkulace řízená podtlakem. AGR je německé označení téže věci, anglicky EGR. Pod jednou pozicí vede katalog dvě čísla ventilu, 11 71 7 804 381 a 11 71 7 804 382, a k nim škrticí klapku 11 71 7 804 384. V sousední skupině Vacuum control-AGR je měnič tlaku 11 74 7 796 634 s černou a modrou podtlakovou hadicí.

Skupinu téhož jména a téže skladby mají i předmodernizační 535d a evropské X5 3.0sd, které má dvouturbovou verzi motoru; ventil je u něj pod číslem 11 71 7 804 352. Měnič tlaku vede RealOEM od září 2004 i u pětky E39, sedmičky E38, trojky E46 a X5 E53 a jeho předchůdce 11 74 2 247 906 se dodával od března 1998.

Ve skupině chlazení recirkulace mají všechny tři evropské vozy chladič 11 71 7 790 065 a k němu termostat chlazení recirkulace 11 71 7 787 870. Co přesně ten termostat řídí, ani jeden sešit nepopisuje. Podtlakovou komoru ani ventil obtoku chladiče tam evropský katalog nevede.

Americký M57D30T2 řídí ventil elektricky

Navazující sešit ST810 Advanced Diesel Technology ze září 2008 popisuje americký M57D30T2 pro 335d a X5 xDrive35d. Podle úvodu se drží hlavně změn proti evropské verzi. U recirkulace jmenuje tři: ventil s elektrickým pohonem a zpětným hlášením polohy, snímač teploty před ventilem a chladič s obtokem.

Množství spalin pak řídicí jednotka nepočítá jen ze signálu měřiče hmotnosti vzduchu a lambda sondy. Bere v úvahu i zdvih ventilu, teplotu před ním a rozdíl mezi tlakem ve výfukovém svodu a plnicím tlakem v sání. Obtok slouží studenému motoru: dokud se zahřívá, má přednost rychlé ohřátí spalovacího prostoru, a spaliny proto jdou kolem chladiče. Klapku obtoku přestavuje podtlaková komora a zná jen dvě polohy, otevřeno a zavřeno.

Katalog to opět píše do názvu. U amerického X5 3.5d se skupina jmenuje „EGR – with electric control“ a vede ventil 11 71 8 517 217 se snímačem teploty. Ve skupině chlazení přibyly podtlaková komora 11 71 7 796 883 a elektrický ventil 11 74 7 810 831. Ventil recirkulace se podle RealOEM dodával od března 2011 do června 2022; předtím se od 27. října 2008 dodávalo číslo 11 71 7 807 805.

Druhý okruh recirkulace má jen americké X5

U X5 přidalo BMW ještě nízkotlakou recirkulaci, podle ST810 kvůli vyšší hmotnosti a zatížení, třeba při tahání přívěsu. Trojka 335d ji nemá. Spaliny se odebírají až za filtrem částic a jdou do sání před kompresor nízkotlakého stupně turbodmychadla. Jsou tam chladnější a tlak je tam nižší, takže jich motor vrátí víc i při vysokých otáčkách a zatížení, kde vysokotlaký okruh omezuje plnicí tlak. Sám nízkotlaký okruh nepracuje nikdy, jen spolu s vysokotlakým, a zapíná se až nad 55 °C chladicí kapaliny.

Na vstupu spalin z filtru částic do nízkotlakého okruhu je jemné kovové sítko. ST810 výslovně píše, že se při montáži chladiče k filtru musí vrátit na místo, jinak hrozí poškození turbodmychadla částicemi povlaku z nového filtru. Druhý ventil ze skupiny X5, 11 71 7 807 928, přiřazuje RealOEM jedině řadě E70.

Co řídicí jednotka hlídá a co se učí

Americký motor hlídá recirkulaci podle jejího podílu na náplni válců a při regeneraci filtru částic podle hmotnosti vzduchu. Když je hodnota déle mimo meze, zapíše chybu. Chladič zkouší na volnoběh: změří teplotu za ním s otevřeným a zavřeným obtokem a při příliš malém rozdílu ohlásí závadu. Chyba se nejdřív uloží jako vratná. Kontrolka motoru se rozsvítí, až když se závada objeví ve dvou jízdních cyklech za sebou.

Úvodní ST603 popisuje ještě přizpůsobení vstřikovaného množství, které BMW zkracuje jako MMA. Řídicí jednotka porovná množství paliva spočítané z lambda sondy a měřiče hmotnosti vzduchu s tím, které sama zadala, a rozdíl dorovná přestavením ventilu recirkulace, tedy množstvím čerstvého vzduchu. Opravu si ukládá do naučené mapy. Po výměně měřiče hmotnosti vzduchu, vstřikovačů nebo snímače tlaku v zásobníku paliva (railu) se podle sešitu musí ta mapa vynulovat diagnostikou BMW.

Utahovací momenty ventilu a chladiče patří do dílenské dokumentace ke konkrétnímu vozu, z výkladu ve školicích sešitech se nepřebírají. O dalších podtlakem ovládaných dílech motoru jsme psali u vířivých klapek M57, u americké verze pak o hlídání hadice odvětrání.

Zdroje

• BMW: Introduction to Diesel Technology, ST603, revize květen 2008, strany 100–101, 123–124 a 128–129
• BMW: Advanced Diesel Technology, ST810, revize září 2008, strany 19, 33 a 76–79
• Katalog dílů BMW: E60 530d M57N2, evropská větev, skupiny motoru
• Katalog dílů BMW: E70 X5 3.5d M57N2, americká větev, skupiny motoru
• RealOEM: ventil recirkulace 11 71 7 807 805
• BMW M57, přehled rodiny motorů

Anglické podklady jsou přeložené a přepsané vlastními slovy.