发动机废气再循环系统

发动机废气再循环系统

1、废气再循环EGR的应用

1.1车用EGR系统的作用

(1)车用EGR系统对于改善柴油机NOx的排放效果显著，最大扭矩转速时大小EGR率在中低负荷均能有效改善NOx放，最高降幅为55%。但是在高负荷工况，EGR对发动机其他性能的影响逐渐显现。

(2)车用EGR系统对于柴油机动力性和经济性影响较小。扭矩平均降低幅度小于10%，油耗增加最大幅度也只有4%左右。

(3)从试验结果得出表明：低负荷适当增大EGR率，中负荷选取适中EGR率，高负荷阶段，适当减少EGR 率或者停止EGR。图中数据显示，其最大EGR率约为20%，出现在3200r/m i n左右，负荷小于2 5%，而当发动机负荷在75%以上时不宜采用EGR。

1.2EGR对运行在不同海拔地区增压柴油机的经济性和烟的影响

随着海拔的升高，空气密度的减少，导致吸入柴油机气缸内的空气量减少。一般来讲，在任何海拔下柴油机的燃烧过程均取决于合适的过量空气系数。增压柴油机采用EGR之后，将大大影响过量空气系数，必然带来其经济性和烟度排放性的变化。图4和图5表示的是不同大气压下，增压柴油机进行EGR之后，其比油耗和烟度的变化规律。总体上来说，增压柴油机的烟度和有效燃油消耗率在例如80kPa下，10%EGR率的比油耗比2%EGR率下的比油耗减少了1.5%，在100kPa则减少了2.2%。随着负荷的加大，这种规律开始慢慢减弱，尤其是在模拟大气压为80kPa下，变化的比较快，在120N·m时，三种EGR率下的比油耗几乎没有区别；在100kPa下，则要延迟到150N·m才出现这种情况。这是因为在高的大气压下，柴油机的过量空气系数要大一些，而引入的废气量是相同的，所以产生上述变化的工况会有所延迟。当负荷进一步的加大，EGR率的增加会使比油耗开始增大，尤其是在全负荷工况，模拟大气压为80kPa下，大EGR率的比油耗会比小EGR率的比油耗上升6.5%，在模拟大气压为100kPa下，比油耗也会上升5.5%。负荷的增加会使发动机的过量空气系数减少，进行EGR后，过量空气系数进一步减少，尤其是当EGR率过高时，再循环废气脂的混合絮凝情况，对后续铺膜有指导意义。

2、废气再循环的意义

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。安装废气排放控制系统是为了减少发动机排放的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物的量，防止泄漏出来的含有碳氢化合物的气体向大气排放，以及防止从汽油箱排放的含碳氢化合物的燃油蒸气向大气排放。

3．废气再循环系统任务

废气再循环系统，简称E G R,E G R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。尽管提高废气再循环率对减少氮氧化物（N Ox）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减少产生消极的影响。废气再循环E G R系统是目前用于降低发动机N Ox排放的一种有效措施。它将一部分排气引入进气管与新混合气混合后进入汽缸燃烧，从而实现再循环，并对进入废气再循环系统进气系统的排气进行最佳控制。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（N OX）和微粒（P T），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E G R阀。数控式E G R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。E G R阀通过三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，以产生七种不同流量的组合每个计量孔都由一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E G R阀关闭时，具有良好密封性。E G R阀通常在下列条件下开启：发动机暖机运转或转速超过怠速。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气缸内。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。废气再循环装置主要用于减少N O X的生成量、减少废气污染。因为N O X是在高温富氧的条件下生成，引入废气再燃烧，可降低混合气的燃烧温度，可以抑制N O X 的生成量。废气再循环装置，通过E G R阀把少量的废气引入进气歧管与混合气混合，进入气缸燃烧。废气中几乎不含氧，是不可燃气体。这些气体与混合气混合使可燃成份下降,减少了发动机燃烧时的温度，从而减少了N OX的生成量。另外，从排气歧管进入进气歧管的废气有一定温度，使进气歧管中的混合气受热膨胀、使吸入发动机气缸中的有效燃烧物质减少形成较弱的可燃混合气和一定数量的废气进入发动机燃烧室，也降低了混合气的燃烧温度，使NOX生成量减少。废气再循环控制系统工作不良会造成发动机排气污染增加、功率下降、怠速运转不稳定，甚至熄火。

4、废气再循环控制系统的检查方法

4.1初步检查

对于废气再循环控制系统，应首先检查其真空软管有无破损，接头处有无松动、漏气等；若无，再作进一步检查。

4.2就车检查

检查可按下列步骤进行：起动发动机，使发动机怠速运转；将手指按在废气再循环阀上，检查废气再循环阀有无动作；在冷车状态下踩下加速踏板，使发动机转速上升至2000r/m i n左右，此时手指上应感觉不到废气再循环阀膜片动作(废气再循环阀不工作）；在发动机热车(水温高于50℃）后再踩下加速踏板，使发动机转速上升至2000r/m i n左右，此时手指应能感觉到废气再循环阀膜片的动作(废气再循环阀开启）。若废气再循环阀不能按上述规律动作，则废气再循环控制系统工作不正常，应检查该系统的各零部件。

4.3控制电磁阀检查

废气再循环控制电磁阀按下述步骤检查:将点火开关置于“O F F”位置，拔下废气再循环控制电磁阀线束连接器，用万用表阻档测量电磁阀电磁线圈的电阻，其电阻值应符合规定(一般为20～500Ω）；否则，应更换废气再循环控制电磁阀；拔下与废气再循环控制电磁阀相连的各真空软管，从发动机上拆下废气再循环控制电磁阀；在废气再循环控制电磁阀的电磁线圈不接电源时检查各管口之间是否通气。此时,电磁阀上的管接口A与B、A与C之间应不通气，但管接口B与C之间应通气；否则，废气再循环控制电磁阀损坏，应更换；给废气再循环控制电磁阀线圈接上电源。此时，电磁阀管接口A与B之间应通气，而管接口A与C、B 与C之间应不通气；否则，废气再循环控制电磁阀损坏，应更换。

4.4废气再循环阀检查

再循环阀的检查步骤为：起动发动机，使发动机怠速运转；拔下连接废气再循环阀与废气调整阀的真空软管；用手动真空泵对废气再循环阀真空室施加19.95kPa的真空度。若此时发动机怠速运转情况变坏甚至熄火，说明废气再循环阀工作正常；若发动机运转情况无变化，则是废气再循环阀损坏应更换。对设有位置传感器的废气再循环阀，可在发动机停情况下拔下废气再循环阀位置传感器的导线连接器，用万用表电阻档测量连接器端子B与C间的电阻，其电阻值应符合定。然后，拔下连接废气再循环阀与废气调整阀的真空软管，在用手动真空泵对废气再循环阀真空室施加真空的同时，用万用表电阻档测量废气再循环阀位置传感器连接器端子A与C之间的电阻值。电阻值应随着真空度的增大而连续增大，不允许有间断现象（电阻值变然变为无穷大后又回落）；否则，废气再循环阀损坏，应更换。

4.5废气调整阀检查

废气调整阀的检查步骤为：起动发动机，并将其预热至正常工作温度；拔下连接废气调整阀起动发动机，并将其预热至正常工作温度；拔下连接废气调整阀与废气再循环阀的真空软管，用手指按住真空管接口，然后检查管接口内是否有真空吸力。在发动机怠速运转时，管接口内应无真空吸力；当踩下加速踏板