废气再循环
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
EGR（废气再循环）
EGR对NOx的生成以及燃烧过程的影响
主要体现在以下几个方面：
1）稀释效应: 再循环废气替代了一部分新鲜空气，使得原有的新鲜 充量减少的氧气浓度降低。氧气浓度降低后，一方面， 燃料的焰前化学反应和燃烧反应速度都将降低，也就 是着火滞燃期和燃烧持续期延长;另一方面，氮气与 氧气接触的机会也减小，这样可以极大地降低NOx的 生成量
真空驱动EGR阀
真空驱动EGR阀:利用发动 机所带真空泵为真空源,电 子真空调节阀调节膜片室真 空度控制阀门动作.作用力 大,可承受较高温度,成本较 低,但反应速度较慢,一般开 启时间>600ms,只能满足欧 III以下的排放要求.
压缩空气驱动的EGR(菌阀)
wk.baidu.com
压缩空气驱动的EGR(蝶阀)
比例电磁铁驱动EGR阀
2)热效应: 再循环废气中的C02和H20是三原子分子，具有较高 的比热容，能比空气吸收更多的热量;工质总热容增 加后吸收等量的燃烧放热时工质的温度变化较小，这 有助于解决在EGR量较大时控制燃烧速度、防止压升 率过高等问题。
3)化学效应: 在高温下，废气中CO、水蒸气会发生裂解，裂解是 一个高的吸热过程，会吸收一部分燃烧热量，使得缸 内峰值温度降低，这样会减少因峰值温度过高而造成 对NOx排放的影响。
EGR率
EGR率对发动机动力性、经济性的影响
1、EGR率对NOX的影响
2、EGR率对燃油经济性的影响
3、EGR率对汽油机净化与性能的影响
目前EGR 技术主要存在问题
①、 采用后EGR 系统后, 若EGR 率控制不当, 极易造成柴油机经济性恶化, 其它排放污染物 和烟度的增加;
②、 在低负荷时, EGR 将影响柴油机的工作 稳定性;
普通电控式EGR控制系统
首先电脑根据各个传感 器的信号判断工况：
发动机起动时；节气门 位置传感器的怠速触点 接通时；发动机冷却水 温度低时；发动机转速 超越一定范围时，电脑 向EGR电磁阀发出接通 信号，电磁阀通电，其 阀门关闭。切断EGR阀 的真空道，EGR阀关闭， EGR系统停止工作。否 则，ECU使EGR电磁阀 断电．其阀开启真空通 道，EGR阀打开．EGR 系统开始工作。
泵,电控VE泵等。 轻型车上所用EGR阀基本为真空驱动EGR阀控制 重型车所用EGR阀基本为压缩空气控制EGR阀
EGR控制阀的工作原理
普通EGR阀控制系统
主要由EGR阔、进气管、排 气管、节气门、发动机组成。 真空控制式EGR阀安装在发 动机进气管和排气管之问， EGR阀通过节气门上方适当 位置的取气孔吸取负压。当 取气孔处负压足够克服EGR 阀弹簧的预紧力时，EGR阀 的阀针与阀座分离，这样发 动机进气管和排气管之问形 成一个进气通道。排气管中 的废气便经过此通道进入进 气管，完成废气再循环。
③、 在高负荷时,EGR 将影响柴油机的动力 性;
④、 EGR 中颗粒可能造成柴油机活塞环、气 缸套等零部件磨损加剧和对机油的污染, 进而 可能影响柴油机的可靠性和寿命;
⑤、 的废气温度过高, 会影响柴油机的充气 效率, 并会有降低燃烧温度的效果;
⑥、 各缸EGR 分配均匀性和瞬态响应性不宜 同时兼顾。
可变式电控EGR控制系统
发动机工作时微处 理机根据各种传感 器送来的信号，确 定发动机在哪一种 工况工作。经过查 表和计算修正输出 适当的指令，控制 电磁阀的开度。以 调节排气再循环的 EGR率。
当发动机工作时．微处理机根据曲轴位置
传感器、节气门位置传感器、冷却水温度 传感器、点火开关、电源电压等，给排气 再循环控制阀提供不同占空比的脉冲电压。 使其具有不同打开关闭频率，调节进入调 压阀的空气量，得到控制EGR阀不同开度 所需各种真空度，从而获得为适应发动机 工况所需不同的EGR率。脉冲电信号的占 空比越大，电磁阀打开时间越长，进入调 压阀负压室的空气量越多，真空度越小， 排气再循环控制阀开度越小，EGR率越小， 当小至某一值时，排气再循环阀关闭，排 气再循环系统停止工作。反之，脉冲电信 号的占空比越小，EGR率越大。
(4)大负荷、高速时，为了保证发动机有较好的动力性， 此时虽温度很高，但氧浓度不足，NOX排放生成物较少， 通常也不进行EGR或减少EGR率。
(5)为了实现EGR的最佳效果，需保证再循环的排气在各 缸之间分配均匀，即保证各缸的EGR率一致。
可选择的几种EGR驱动方式
真空驱动EGR 液压或气动EGR 比例电磁铁EGR 步进电机EGR 直流电机直线运动菌阀EGR 直流电机旋转碟阀EGR
国内主要发动机配EGR的效果
江铃4JB1发动机整车排放 实验
皮车2驱 整备质量：15 70 轮胎型号： 215/70R15C 排量： 2.77L 功率：68kw 主传动比： 3.9 变速箱： 3.61
平衡双阀
步进电机驱动EGR阀
直流电机驱动EGR
优点
1,独特驱动机构,反应 快. 2,冷、热端均可安装. 3,驱动力大,有效密封. 4,可单阀,可双阀. 5,结实耐久,防阀杆刮 伤. 6,尺寸小,成本低.
国3阶段EGR形式
我国柴油车国三阶段大多数都是采用真空驱动
EGR阀控制和压缩空气控制EGR阀的形式。 国三机采用燃油喷射系统有高压共轨，电控单体
EGR设计控制原则
(1)由于NOX排放量随负荷增加而增加，因而EGR量亦应 随负荷的增加而增加。
(2)怠速和小负荷时，NOX排放浓度低，为了保证稳定燃 烧，不进行EGR。
(3)在发动机暖机过程中，冷却水温和进气温度均较低， NOX排放浓度也很低，混合气供给不均匀，为防止EGR 破坏燃烧稳定性，冷机时不进行EGR。
闭环控制式EGR系统
如图所示，新鲜空气经EGR阀进入稳压箱，稳压箱中设 置有EGR率传感器，它对稳压箱中新鲜空气与废气所形 成的混合气中的氧气浓度不断地进行检测，并将检测结 果输入微处理机。微处理机经过分析计算后向EGR阀输 出控制信息，不断调整EGR率，使排气再循环的EGR率 时刻在微处理机的控制下保持在理想状态，从而有效地 减小NO 的排放量。
EGR对NOx的生成以及燃烧过程的影响
主要体现在以下几个方面：
1）稀释效应: 再循环废气替代了一部分新鲜空气，使得原有的新鲜 充量减少的氧气浓度降低。氧气浓度降低后，一方面， 燃料的焰前化学反应和燃烧反应速度都将降低，也就 是着火滞燃期和燃烧持续期延长;另一方面，氮气与 氧气接触的机会也减小，这样可以极大地降低NOx的 生成量
真空驱动EGR阀
真空驱动EGR阀:利用发动 机所带真空泵为真空源,电 子真空调节阀调节膜片室真 空度控制阀门动作.作用力 大,可承受较高温度,成本较 低,但反应速度较慢,一般开 启时间>600ms,只能满足欧 III以下的排放要求.
压缩空气驱动的EGR(菌阀)
wk.baidu.com
压缩空气驱动的EGR(蝶阀)
比例电磁铁驱动EGR阀
2)热效应: 再循环废气中的C02和H20是三原子分子，具有较高 的比热容，能比空气吸收更多的热量;工质总热容增 加后吸收等量的燃烧放热时工质的温度变化较小，这 有助于解决在EGR量较大时控制燃烧速度、防止压升 率过高等问题。
3)化学效应: 在高温下，废气中CO、水蒸气会发生裂解，裂解是 一个高的吸热过程，会吸收一部分燃烧热量，使得缸 内峰值温度降低，这样会减少因峰值温度过高而造成 对NOx排放的影响。
EGR率
EGR率对发动机动力性、经济性的影响
1、EGR率对NOX的影响
2、EGR率对燃油经济性的影响
3、EGR率对汽油机净化与性能的影响
目前EGR 技术主要存在问题
①、 采用后EGR 系统后, 若EGR 率控制不当, 极易造成柴油机经济性恶化, 其它排放污染物 和烟度的增加;
②、 在低负荷时, EGR 将影响柴油机的工作 稳定性;
普通电控式EGR控制系统
首先电脑根据各个传感 器的信号判断工况：
发动机起动时；节气门 位置传感器的怠速触点 接通时；发动机冷却水 温度低时；发动机转速 超越一定范围时，电脑 向EGR电磁阀发出接通 信号，电磁阀通电，其 阀门关闭。切断EGR阀 的真空道，EGR阀关闭， EGR系统停止工作。否 则，ECU使EGR电磁阀 断电．其阀开启真空通 道，EGR阀打开．EGR 系统开始工作。
泵,电控VE泵等。 轻型车上所用EGR阀基本为真空驱动EGR阀控制 重型车所用EGR阀基本为压缩空气控制EGR阀
EGR控制阀的工作原理
普通EGR阀控制系统
主要由EGR阔、进气管、排 气管、节气门、发动机组成。 真空控制式EGR阀安装在发 动机进气管和排气管之问， EGR阀通过节气门上方适当 位置的取气孔吸取负压。当 取气孔处负压足够克服EGR 阀弹簧的预紧力时，EGR阀 的阀针与阀座分离，这样发 动机进气管和排气管之问形 成一个进气通道。排气管中 的废气便经过此通道进入进 气管，完成废气再循环。
③、 在高负荷时,EGR 将影响柴油机的动力 性;
④、 EGR 中颗粒可能造成柴油机活塞环、气 缸套等零部件磨损加剧和对机油的污染, 进而 可能影响柴油机的可靠性和寿命;
⑤、 的废气温度过高, 会影响柴油机的充气 效率, 并会有降低燃烧温度的效果;
⑥、 各缸EGR 分配均匀性和瞬态响应性不宜 同时兼顾。
可变式电控EGR控制系统
发动机工作时微处 理机根据各种传感 器送来的信号，确 定发动机在哪一种 工况工作。经过查 表和计算修正输出 适当的指令，控制 电磁阀的开度。以 调节排气再循环的 EGR率。
当发动机工作时．微处理机根据曲轴位置
传感器、节气门位置传感器、冷却水温度 传感器、点火开关、电源电压等，给排气 再循环控制阀提供不同占空比的脉冲电压。 使其具有不同打开关闭频率，调节进入调 压阀的空气量，得到控制EGR阀不同开度 所需各种真空度，从而获得为适应发动机 工况所需不同的EGR率。脉冲电信号的占 空比越大，电磁阀打开时间越长，进入调 压阀负压室的空气量越多，真空度越小， 排气再循环控制阀开度越小，EGR率越小， 当小至某一值时，排气再循环阀关闭，排 气再循环系统停止工作。反之，脉冲电信 号的占空比越小，EGR率越大。
(4)大负荷、高速时，为了保证发动机有较好的动力性， 此时虽温度很高，但氧浓度不足，NOX排放生成物较少， 通常也不进行EGR或减少EGR率。
(5)为了实现EGR的最佳效果，需保证再循环的排气在各 缸之间分配均匀，即保证各缸的EGR率一致。
可选择的几种EGR驱动方式
真空驱动EGR 液压或气动EGR 比例电磁铁EGR 步进电机EGR 直流电机直线运动菌阀EGR 直流电机旋转碟阀EGR
国内主要发动机配EGR的效果
江铃4JB1发动机整车排放 实验
皮车2驱 整备质量：15 70 轮胎型号： 215/70R15C 排量： 2.77L 功率：68kw 主传动比： 3.9 变速箱： 3.61
平衡双阀
步进电机驱动EGR阀
直流电机驱动EGR
优点
1,独特驱动机构,反应 快. 2,冷、热端均可安装. 3,驱动力大,有效密封. 4,可单阀,可双阀. 5,结实耐久,防阀杆刮 伤. 6,尺寸小,成本低.
国3阶段EGR形式
我国柴油车国三阶段大多数都是采用真空驱动
EGR阀控制和压缩空气控制EGR阀的形式。 国三机采用燃油喷射系统有高压共轨，电控单体
EGR设计控制原则
(1)由于NOX排放量随负荷增加而增加，因而EGR量亦应 随负荷的增加而增加。
(2)怠速和小负荷时，NOX排放浓度低，为了保证稳定燃 烧，不进行EGR。
(3)在发动机暖机过程中，冷却水温和进气温度均较低， NOX排放浓度也很低，混合气供给不均匀，为防止EGR 破坏燃烧稳定性，冷机时不进行EGR。
闭环控制式EGR系统
如图所示，新鲜空气经EGR阀进入稳压箱，稳压箱中设 置有EGR率传感器，它对稳压箱中新鲜空气与废气所形 成的混合气中的氧气浓度不断地进行检测，并将检测结 果输入微处理机。微处理机经过分析计算后向EGR阀输 出控制信息，不断调整EGR率，使排气再循环的EGR率 时刻在微处理机的控制下保持在理想状态，从而有效地 减小NO 的排放量。