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EGR发动机

作者:程力专用汽车股份有限公司 浏览次数:3860 发布时间:2010-06-03 16:03:15
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EGR-概述

  
排气再循环Exhaust Gas Recirculation)为汽车用小型内燃机在燃烧后将排出气体的一部分分离出、并导入进气侧使其再度燃烧的技术(手法或方法)。主要目的为降低排出气体中的氮氧化物(NOx)与分担部分负荷时可提高燃料消费率。取其每个英语单字的字首“EGR”为通称。

概要

  内燃机在燃烧后排出的气体中含氧量极低甚至是没有,此排出气体与吸气混合后会使吸气中氧气浓度降低,因此会产生下列现象:
  比大气更低的含氧量在燃烧时(最高)温度会降低,会抑制氮氧化物(NOx)的产生。燃烧温度降低时,汽缸与燃烧室壁面、活塞表面的热能发散会降低,另外因热解离造成的损失也会有些微降低。燃油引擎其部分负荷为汽缸内在非EGR时为了提供等量的氧气量(为了得到同一轴的出力),因此需要将油门开大,结果吸气时的吸油(油门)损失较低,燃料消费率会提高。此即为活塞在一次行程下吸入的氧气降低时,会如同使用小排气量引擎采下加速前进时一样的效果。EGR 的返流量依燃油引擎的情形(在吸气量中)下最大为15%,而怠速时与高负载时则会停止。以车辆重量来看引擎出力较小的大型柴油车,其引擎负载较高,为了能够达到排气量标准也常会使用到EGR技术。

EGR-工作原理及运用

  发动机的有害排放物是造成大气污染的一个主要来源,随着环境保护问题的重要性日趋增加,降低发动机有害排放物这一目标成为当今世界上发动机发展的一个重要方向。随着世界石油制品的消耗量逐年上升,国际油价居高不下,柴油车的经济性日渐突出,这使得柴油机在车用动力中占据着越来越重要的地位。所以开展柴油机有害排放物控制方法的研究,是从事柴油机设计者的首要任务。本文在这里简述降低有害排放物的控制技术中的一种-----废气再循环系统。
  废气再循环系统(Exhaust Gas Recirculation)简称EGR,是将柴油机产生的废气的一小部分再送回气缸。再循环废气由于具有惰性将会延缓燃烧过程,也就是说燃烧速度将会放慢从而导致燃烧室中的压力形成过程放慢,这就是氮氧化合物会减少的主要原因。另外,提高废气再循环率会使总的废气流量(mass flow) 减少,因此废气排放中总的污染物输出量将会相对减少。EGR系统的任务就是使废气的再循环量在每一个工作点都达到最佳状况,从而使燃烧过程始终处于最理想的情况,最终保证排放物中的污染成份最低。由于废气再循环量的改变会对不同的污染成份可能产生截然相反的影响,因此所谓的最佳状况往往是一种折衷的,使相关污染物总的排放达到最佳的方案。比方说,尽管提高废气再循环率对减少氮氧化物(NOx)的排放有积极的影响, 但同时这也会对颗粒物和其他污染成份的增加产生消极的影响。

废气再循环方式

  增压中冷柴油机实现废气再循环一般有两种方式:一种是将涡轮前的排气引入中冷器之后,称为高压废气反向。采用可变截面涡轮增压器,可以扩大废气再循环有效工作范围,降低氮氧化物(NOX)和微粒(PT),燃油耗也不升高,这可能是将高压废气再循环系统用于增压中冷柴油机的最好方法。另一种是将涡轮后的排气引入压气机之前,称为低压废气再循环系统,它可有效降低氮氧化物,而废气循环工作范围较大,与柴油机匹配能有效地发挥其功能。
  现在我们运用得最多的是低压废气再循环系统,其系统的主要元件是数控式EGR阀。数控式EGR阀安装在右排气歧管上,作用是独立地对再循环到发动机的废气量进行准确的控制,而不管歧管真空度的大小。EGR阀通过3个孔径递增的计量孔控制从排气歧管流回进气歧管的废气量,以产生7种不同流量的组合。每个计量孔都由1个电磁阀和针阀组成,当电磁阀通电时,电枢便被磁铁吸向上方,使计量孔开启。旋转式针阀的特性保证了当EGR阀关闭时,具有良好密封性。

EGR阀通常在下列条件下开启:

  1.发动机暖机运转。
  2.转速超过怠速。

目前情况

  目前采用的废气再循环系统还有一种类型,日野汽车公司开发的脉冲式废气再循环系统在柴油机进气过程中,排气门稍有提升,使部分高压废气回流到汽缸内。排气门的这个作用是通过修改排气门凸轮的形状和将废气再循环系统微升来实现的。在脉冲式废气再循环系统中,废气被重新送回气缸内,因此废气的压力应高到足以使气流反向。要达到这样高的压力只有通过优化气门微升和定时,从而利用废气的压力波才能实现,在该废气再循环系统中,废气压力“脉冲”被有效利用。

废气再循环(EGR)传感器:

  EGR传感器的用途是使车辆符合世界各国的废气排放标准。EGR传感器向引擎电子控制系统反馈废气流量信息。除去上述用途,EGR传感器的结构使得它还适用于踏板位置检测和采暖通风与空调系统中。

1.作用:

  废气再循环(EGR)系统用于降低废气中的氧化氮(NOX)的排出量。氮和氧只有在高温高压条件下才会发生化学反应,发动机燃烧室内的温度和压力满足了上述条件,在强制加速期间更是如此。
  当发动机在负荷下运转时,EGR阀开启,使少量的废气进入进气歧管,与可燃混合气一起进入燃烧室。怠速时EGR阀关闭,几乎没有废气循环至发动机。汽车废气是一种不可燃气体(不含燃料和氧化剂),在燃烧室内不参与燃烧。 它通过吸收燃烧产生的部分热量来降低燃烧温度和压力,以减少氧化氮的生成量。进入燃烧室的废气量随着发动机转速和负荷的增加而增加。

2.工作原理:

  EGR系统的主要元件是数控式EGR阀,数控式EGR阀安装在右排气歧管上,其作用是独立地对再循环到发动机的废气量进行准确的控制,而不管歧管真空度的大小。
  EGR阀通过3个孔径递增的计量孔控制从排气歧管流回进气歧管的废气量,以产生多种不同流量的组合。每个计量孔都由1个电磁阀和针阀组成,当电磁阀通电时,电枢便被磁铁吸向上方,使计量孔开启----阀门开启。旋转式针阀的特性保证了当EGR阀关闭时,具有良好密封性。
  EGR阀通常在下列条件下开启:1.发动机暖机运转。2.转速超过怠速。ECM根据发动机冷却水温传感器节气门位置传感器空气流量传感器来控制EGR系统。
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