Valvola EGR X3 E83, controllo e pulizia
Nascita, evoluzione e contraddizioni dei sistemi per la limitazione delle emissioni inquinanti
Los Angeles è situata in una trappola naturale per lo smog, dove il fenomeno dell’inversione termica e la presenza delle montagne circostanti impediscono il normale ricambio dell’aria calda al suolo per effetto della convezione. Normalmente, l’aria calda al suolo sale verso l’alto mentre quella più fresca scende verso il basso, ma questo a Los Angeles non avviene.
Dall’immediato dopoguerra, la progredita città californiana ha collezionato una lunga serie di primati negativi per la scarsa qualità dell’aria, favorendo lo sviluppo dei primi studi e nuovi dispositivi per il contenimento dei gas prodotti dai motori endotermici.
Nel 1966 nasce il CARB, the California Air Resources Board, che stabilisce progressivamente i primi standard sulle limitazioni delle emissioni dallo scarico dei veicoli adibiti al trasporto su strada e i relativi sistemi:
- limiti per idrocarburi incombusti (HC)
- limiti per monossido di carbonio (CO)
- limiti per ossidi di azoto (NOx)
- limiti per particolato da veicoli alimentati a diesel (pm)
- convertitori catalitici
- sistemi diagnostici di bordo
- regolamento sui veicoli a emissioni zero (ZEV)
- limiti per le emissioni di gas serra per le automobili
Nel corso degli anni successivi è apparso sempre più evidente che soltanto con l’impiego massivo delle ECU Engine Control Unit, cioè l’elettronica di gestione dei motori, si sarebbero raggiungi gli obiettivi ormai globali di riduzione dei gas emessi dai veicoli su strada.
Nel 2013, il JRC Joint Research Centre europeo avverte sui rischi dell’uso incontrollato della programmazione a basso livello (firmware) delle ECU:
Sensori e componenti elettronici nei moderni veicoli leggeri sono in grado di ‘rilevare’ l’inizio di un test delle emissioni in laboratorio basandosi, ad esempio, sui sensori di accelerazione del veicolo, di rotazione delle ruote e di posizione o movimento del volante. Alcune funzioni del veicolo quindi possono essere operative solo in laboratorio, se è riconosciuta una modalità di test predefinita.
Rilevare i test delle emissioni è problematico dal punto di vista legislativo, perché può consentire l’uso di dispositivi di manipolazione che attivano, modulano, ritardano o disattivano i sistemi di controllo delle emissioni allo scopo di migliorare l’efficacia di questi sistemi durante i test delle emissioni o ridurre l’efficacia di questi sistemi durante il normale funzionamento del veicolo e uso.
Sebbene l’uso di questi dispositivi sia generalmente vietato, esistono eccezioni in cui è necessario proteggere il motore da danni e garantire funzionamento sicuro del veicolo (CE, 2007). Queste eccezioni lasciano spazio a interpretazioni e forniscono l’ambito, insieme al test attualmente applicato, per adattare le prestazioni delle emissioni […]
Nel 2015, da un’indagine dell’agenzia americana EPA Environmental Protection Agency scoppia lo scandalo Dieselgate, con immediati e dirompenti effetti sulle quotazioni in borsa del titolo Volkswaghen.
Seguono gli strascichi economici e giudiziari sull’uso fraudolento delle centraline ECU e le polemiche sul motore Diesel, reo di produrre una quantità di NOx superiore a quella dei motori a benzina.
Il motore Diesel, non avendo la valvola a farfalla, aspira un volume di aria molto superiore rispetto a quello a benzina, inoltre per incendiare la miscela di carburante utilizza elevati rapporti di compressione per innescare l’autoaccensione.
La temperatura da raggiungere per iniziare la combustione di una miscela ricca di ossigeno e gasolio nebulizzato è di circa 220°, ma dalla camera di combustione al collettore di scarico, l’accumulo di calore prodotto dalla frequenza elevata di cicli porta la temperatura della massa di gas combusti tra 800° e 1000°.
A questa temperatura, avviene l’associazione dell’azoto N2 con l’ossigeno O2, formando monossido di azoto NO e diossido di azoto NO2, detti comunemente NOx.
Dai primi anni ’80 viene introdotto un sistema a valvola che diminuisce la quantità di aria fresca miscelando il flusso con una parte di gas combusti inerti, opportunatamente raffreddati.
Abbassando quindi la temperatura di combustione e riducendo l’eccesso di ossigeno, la valvola EGR Exhaust Gas Recirculation è un dispositivo per ridurre le emissioni di NOx, introdotto efficacemente nei motori Diesel ad alte prestazioni con la normativa Euro 3.
La prima generazione di EGR è contraddistinta dalla sigla HP (high pressure) per la posizione vicina al collettore di scarico, in questo modo riceve gas con valori di pressione e temperatura molto elevati.
Per questo motivo, la valvola EGR di tipo HP tende a sporcarsi facilmente di residui carboniosi, limitando o perdendo completamente la propria funzione e creando problemi di alimentazione all’auto. In commercio esistono diversi prodotti per prevenire o risolvere questo inconveniente senza smontare la valvola.
La valvola EGR X3 E83 Pierburg
Il motore BMW N47D20A della mia X3 E83 dispone di una valvola Pierburg codice 7.00684.12 controllata elettronicamente e dotata di un radiatore specifico, dove la temperatura del gas combusto in transito viene abbassata utilizzando lo stesso circuito di raffreddamento del motore.
È azionata in apertura da una membrana a depressione, che vince la forza meccanica di una molla, il corpo valvola è completamente accessibile e sostituibile dopo aver rimosso la copertura fonoassorbente del motore e il tubo di recupero dei vapori olio.
Lo stesso tubo può essere utilizzato per introdurre il pulitore spray della valvola EGR, per compiere la manutenzione senza smontaggio. Il prodotto deve essere inserito nel circuito di aspirazione a valle del debimetro a motore acceso e in questo punto specifico pulisce anche l’intercooler sporcato dall’olio motore proveniente dal sistema di recupero.
È importante procedere spruzzando piccole dosi per volta, altrimenti si rischiano pericolose detonazioni nella camera di combustione.
Per eseguire un’ispezione visiva e la pulizia manuale della valvola, prima di svitare le due viti a brugola, è necessario togliere il collegamento elettrico e quello pneumatico della membrana.
Per pulire la testa e lo stelo della valvola basta l’azione chimica di un prodotto sgrassante come il Fulcron aiutato da un semplice spazzolino da denti. Anche la sede della valvola e la superficie di battuta della guarnizione possono essere puliti con un panno imbevuto dello stesso prodotto, facendo attenzione a non lasciar cadere qualcosa all’interno.
Prima di rimontare la valvola EGR X3 E83 è importante provare il movimento dello stelo; appoggiando la testa su di un piano e premendo con la mano la parte superiore, lo stelo deve scorrere senza rumori e sfregamenti sospetti, vincendo la forza della molla di richiamo.
Per migliorare ulteriormente la carburazione, estendendo questa sessione di manutenzione al condotto di aspirazione sul motore, è possibile smontare e pulire velocemente il sensore MAP (Manifold Absolute Pressure) codice 7804742-01, usando lo spazzolino per svuotare la cavità del sensore dai residui carboniosi provenienti dalla valvola EGR X3 E83.
L’inquinamento dell’aria e i pregiudizi sul motore a gasolio
Molti automobilisti preferiscono eliminare la valvola EGR per risolvere definitivamente i problemi causati dall’intasamento e dal bloccaggio del sistema. È una pratica scorretta e pericolosa sotto diversi aspetti, da evitare assolutamente, perché abbiamo tutti una responsabilità individuale nelle scelte che facciamo in tema ambientale.
Per questo occorre prudenza e cautela nelle modifiche “artigianali” del motore ed è deprecabile manomettere un dispositivo predisposto per limitare i gas inquinanti nell’aria che tutti respiriamo.
Ritengo che siano i comportamenti estremi, clamorosi, come il caso Volkswaghen, oppure quelli sottobanco dei tanti utenti che hanno scelto l’eliminazione della valvola EGR, ad aver provocato l’ingiusta messa al bando del motore Diesel come principale responsabile dell’inquinamento atmosferico.
A tal proposito, la ricerca effettuata recentemente dal chimico ricercatore Brian McDonald dell’Università del Colorado Boulder ha prodotto risultati che dovrebbero far riflettere sull’evoluzione del problema:
I prodotti chimici che contengono composti raffinati dal petrolio, come detergenti per la casa, pesticidi, vernici e profumi, ora competono con le emissioni legate ai veicoli a motore come la principale fonte di inquinamento atmosferico urbano […]