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什么叫“EGR”

2011-2-15 16:57:24    

 

EGR是英文Exhaust Gas Recirculation三個字的縮寫,意思是廢氣再循環系統。它是針對引擎排氣中有害氣體之一的氮氧化合物NOx所設置的排氣凈化裝置。

 

氮氧化物排到大氣中,碰到強烈的紫外線時,會生成光化學煙霧。這種光化學煙霧,會造成眼睛疼痛,嚴重的話還會呼吸困難。長期呼吸被氮氧化物和黑煙等污染的空氣,也容易帶來呼吸器官的疾病和癌癥。

 

在化學上,氮是所謂的惰性氣體,不容易起氧化作用,但溫度高到一個程度,還是會形成氮氧化物的。因此若要降低引擎排氣中的氮氧化物含量,就必須設法降低引擎的燃燒溫度。目前車輛使用的方法就是在進氣管中導入一些已經燃燒過的廢氣,與新鮮空氣混合,使之再次燃燒,作用為降低混合氣的含氧濃度、吸收燃燒釋放出的熱量,使燃燒速度減慢、燃燒溫度降低,便減少了NOx的生成數量,現代引擎不論是汽油或柴油的都有EGR廢氣再循環系統,并且都用計算機來控管廢氣的進氣量,以期許在環保和動力上取得最大的利益和平衡。
 

發動機控制電腦即ECU根據發動機的轉速、負荷(節氣門開度)、溫度、進氣流量、排氣溫度控制電磁閥適時地打開,進氣管真空度經電磁閥進入EGR閥真空膜室,膜片拉桿將EGR閥門打開,排氣中的少部分廢氣經EGR閥進入進氣系統,與混合氣混合后進入氣缸參與燃燒。少部分廢氣進入氣缸參與混合氣的燃燒,降低了燃燒時氣缸中的溫度,因NOX是在高溫富氧的條件下生成的,故抑制了NOX的生成,從而降低了廢氣中的NOX的含量。但是,過度的廢氣參與再循環,將會影響混合氣的著火、性能,從而影響發動機的動力性,特別是在發動機怠速、低速、小負荷及冷機時,再循環的廢氣會明顯地影響發動機性能。所以,當發動機在怠速、低速、小負荷 及冷機時,ECU控制廢氣不參與再循環,避免發動機性能受到影響;當發動機超過一定的轉速、負荷及達到一定的溫度時,ECU控制少部分廢氣參與再循環,而且,參與再循環的廢氣量根據發動機轉速、負荷、溫度及廢氣溫度的不同而不同,以達到廢氣中的NOX最低。

 

ERG工作原理及運用

發動機的有害排放物是造成大氣污染的一個主要來源,隨著環境保護問題的重要性日趨增加,降低發動機有害排放物這一目標成為當今世界上發動機發展的一個重要方向。隨著世界石油制品的消耗量逐年上升,國際油價居高不下,柴油車的經濟性日漸突出,這使得柴油機在車用動力中占據著越來越重要的地位。所以開展柴油機有害排放物控制方法的研究,是從事柴油機設計者的首要任務。本文在這里簡述降低有害排放物的控制技術中的一種-----廢氣再循環系統。

 

廢氣再循環系統(Exhaust Gas Recirculation)簡稱EGR,是將柴油機產生的廢氣的一小部分再送回氣缸。再循環廢氣由于具有惰性將會延緩燃燒過程,也就是說燃燒速度將會放慢從而導致燃燒室中的壓力形成過程放慢,這就是氮氧化合物會減少的主要原因。另外,提高廢氣再循環率會使總的廢氣流量(Mass Flow) 減少,因此廢氣排放中總的污染物輸出量將會相對減少。EGR系統的任務就是使廢氣的再循環量在每一個工作點都達到最佳狀況,從而使燃燒過程始終處于最理想的情況,最終保證排放物中的污染成份最低。由于廢氣再循環量的改變會對不同的污染成份可能產生截然相反的影響,因此所謂的最佳狀況往往是一種折衷的,使相關污染物總的排放達到最佳的方案。比方說,盡管提高廢氣再循環率對減少氮氧化物(NOx)的排放有積極的影響, 但同時這也會對顆粒物和其他污染成份的減少產生消極的影響。

 

增壓中冷柴油機實現廢氣再循環一般有兩種方式:一種是將渦輪前的排氣引入中冷器之后,稱為高壓廢氣反向。采用可變截面渦輪增壓器,可以擴大廢氣再循環有效工作范圍,降低氮氧化物(NOX)和微粒(PT),燃油耗也不升高,這可能是將高壓廢氣再循環系統用于增壓中冷柴油機的最好方法。另一種是將渦輪后的排氣引入壓氣機之前,稱為低壓廢氣再循環系統,它可有效降低氮氧化物,而廢氣循環工作范圍較大,與柴油機匹配能有效地發揮其功能。
 

現在我們運用得最多的是低壓廢氣再循環系統,其系統的主要元件是數控式EGR閥。數控式EGR閥安裝在右排氣歧管上,作用是獨立地對再循環到發動機的廢氣量進行準確的控制,而不管歧管真空度的大小。EGR閥通過3個孔徑遞增的計量孔控制從排氣歧管流回進氣歧管的廢氣量,以產生7種不同流量的組合。每個計量孔都由1個電磁閥和針閥組成,當電磁閥通電時,電樞便被磁鐵吸向上方,使計量孔開啟。旋轉式針閥的特性保證了當EGR閥關閉時,具有良好密封性。EGR閥通常在下列條件下開啟: 

1.發動機暖機運轉。 

2.轉速超過怠速。

 

目前采用的廢氣再循環系統還有一種類型,日野汽車公司開發的脈沖式廢氣再循環系統在柴油機進氣過程中,排氣門稍有提升,使部分高壓廢氣回流到汽缸內。排氣門的這個作用是通過修改排氣門凸輪的形狀和將廢氣再循環系統微升來實現的。在脈沖式廢氣再循環系統中,廢氣被重新送回氣缸內,因此廢氣的壓力應高到足以使氣流反向。要達到這樣高的壓力只有通過優化氣門微升和定時,從而利用廢氣的壓力波才能實現,在該廢氣再循環系統中,廢氣壓力“脈沖”被有效利用。
 

廢氣再循環(EGR)傳感器

EGR傳感器的用途是使車輛符合世界各國的廢氣排放標準。EGR傳感器向引擎電子控制系統反饋廢氣流量信息。除去上述用途,EGR傳感器的結構使得它還適用于踏板位置檢測和采暖通風與空調系統中。CTS的EGR傳感器可以在-40°C t到175°C的環境溫度中工作,內部端子為焊接,根據設計,并且已經試驗驗證,可以在極端惡劣的環境中有效工作。此外,嚴格的現場試驗證明,EGR和其他CTS傳感器產品一樣,產品的實際性能總是優于原設計指標和客戶的要求。
 

汽車廢氣再循環系統(EGR)技術淺析


1.作用:

廢氣再循環(EGR)系統用于降低廢氣中的氧化氮(NOX)的排出量。氮和氧只有在高溫高壓條件下才會發生化學反應,發動機燃燒室內的溫度和壓力滿足了上述條件,在強制加速期間更是如此。
 

當發動機在負荷下運轉時,EGR閥開啟,使少量的廢氣進入進氣歧管,與可燃混合氣一起進入燃燒室。怠速時EGR閥關閉,幾乎沒有廢氣再循環至發動機。汽車廢氣是一種不可燃氣體(不含燃料和氧化劑),在燃燒室內不參與燃燒。 它通過吸收燃燒產生的部分熱量來降低燃燒溫度和壓力,以減少氧化氮的生成量。進入燃燒室的廢氣量隨著發動機轉速和負荷的增加而增加。


2.工作原理:

EGR系統的主要元件是數控式EGR閥,見圖5-7。數控式EGR閥安裝在右排氣歧管上,其作用是獨立地對再循環到發動機的廢氣量進行準確的控制,而不管歧管真空度的大小。

 

EGR閥通過3個孔徑遞增的計量孔控制從排氣歧管流回進氣歧管的廢氣量,以產生7種不同流量的組合。每個計量孔都由1個電磁閥和針閥組成,當電磁閥通電時,電樞便被磁鐵吸向上方,使計量孔開啟。旋轉式針閥的特性保證了當EGR閥關閉時,具有良好密封性。
 

EGR閥通常在下列條件下開啟:1.發動機暖機運轉。2.轉速超過怠速。ECM根據發動機冷卻水溫傳感器、節氣門位置傳感器和空氣流量傳感器來控制EGR系統。

 

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