排气再循环系统原理说明
第六章 掌握柴油机的进排气控制系统结构原理及检修方法

第六章 掌握柴油机的进排气控制系统 结构原理及检修方法
❖ .学习目标 ❖ 1.掌握柴油机的空气预热系统 ❖ 2.掌握柴油发动机的进气控制系统 ❖ 3.掌握柴油机的增压控制系统 ❖ 4.掌握柴油机废气再循环控制系统 ❖ 5.掌握柴油机尾气净化处理系统
一、废气涡轮增压系统
废气涡轮增压系统的功用是利用废气的能量,通过增 压器将发动机的进气先进行压缩,使增压后的空气密度 增大,实际充入的空气量增加(见图6-18和图6-19)。 这样,可以向气缸内喷入更多的燃料并能获得充分燃烧 ,因此提高了柴油机的输出功率。
图6-18废气涡轮增压器在汽车上的应用
图6-19废气涡流增压系统示意图
的一种增压控制系统。典型的电子控制式惯性增压系统 如图6-27所示。它主要由各种传感器、电子控制单元、 电磁阀空气室空气控制气缸、控制阀等组成。
图6-27电子控制式惯性增压系统
一、废气再循环控制系统的作用
EGR系统工作时,将一部分废气引入进气系统, 与新鲜的燃油混合气混合,使混合气变稀,从而降 低了燃烧速度,燃烧温度随之下降,从而有效的减 少NOX的生成,如图6-28所示。其关键部件是EGR 阀,其实物如图6-29所示。
1.涡轮增压器的结构 涡轮增压器一般由涡轮部分、中间壳体、压气机部
分三大部分组成(见图6-20)。
图6-20废气涡轮增压器的组成
2.中冷器的结构 废气涡轮增压系统一般加装有中冷器,以便对从涡
轮增压器压气机出来的温度升高的空气进行冷却,以 提高空气的密度,提高发动机的充气效率。其实物如 图6-21所示。
二、可变截面涡轮增压器
可变截面涡轮增压器的结构如图2-23所示。
图6-23可变涡轮增压系统的结构
(完整版)汽车发动机的进排气系统

主要内容
进排气系统的组成 EGR 废气再循环 涡轮增压
5.Байду номын сангаас概述
作用:
在内燃机工作循环时,不断地将新鲜空气或可 燃混合气送入燃烧室,将燃烧室的废气排放到大 气中,保证内燃机连续运转。
组成:
空气滤清器、进气管、排气管、排气消音器
一、空气滤清器
1、功用:
清除流向化油器的空气中所含的尘土和沙粒, 以减少气缸、活塞和活塞环的磨损。
共振式进气管
进气管细长与各缸连接长度大体一致能很好的匹配,利用进气流 的脉动效应增强进气效果。
带谐振腔进气管
能改变谐振腔的容积,可以调节内燃机的最大扭矩和 相应的转数范围 降低噪声
捷达进气管实物图
捷达排气管实物图
三、排气消声器
功用: 减少噪声和消除废气中的火焰及火星。 原理: 1)多次地变动气流方向; 2)重复地使气流通过收缩而又扩大的断面; 3)将气流分割为很多小的支流并沿着不平滑的平
面流动 4)将气流冷却。
排气管
排气的净化装置
催化反应器
EGR 闭是曲轴箱强制通风系统 进气恒温控制原理
排气净化装置
作用:
除去 HC CO NOx (HC一半串入曲轴箱) 方法:
1.机内净化 2.机外净化
三元催化 EGR
三元催化器
• 三元催化器串接在排气歧管和和消声器之间, 氧传感器之 后.
废气涡轮增压利用废气能量直接压缩空气,提高内燃机的 功率。废气涡轮增压器由压气机、涡轮和中间体三部分组 成。中间体内有轴承、密封、润滑油路和冷却腔等。采用 浮动轴承,降低轴与轴承间的相对速度。带放气阀的涡轮 增压系统对改善柴油机的加速性和低速扭矩特性有良好效 果。
车用排气再循环系统的发展及应用研究

20 年 ( 3 卷 ) 2期 O2 第 1 第
小
型
内 燃
机
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车 用排 气再 循环 系统 的发 展及应 用研 究
同济大学
( 上海
周奇
倪计 民 孟铭
陈源 鹿坚
2 O 2 OO ) 9
摘要
一
奉文简要介绍了采用 E r  ̄气再循环) Gt ( 技术的意义及其原理 , 述了它在 国内外的发展 历程和 叙
现状 , 分析 了该技术的优 势和缺点, 最后对 E R的未来发展趋势作 了展望 , G 并对其在我 国的发展提 出了 些建议。 关羹词 内燃机 排气再循环 Nx O
De do r e tAn o p cso v p a n d Pr s e t fEGR y tm o hil e S se F rVe ce Us
ห้องสมุดไป่ตู้
以使氧气的相对浓度下降, 从而也能降低 N x O 的排放 。 () 3降低燃烧速度 。由于废气 中含有大量 的氨和 二 氧化碳等接近惰性 的气体 , 当这些废气部分 回流到
进气 管后起到了稀释新 鲜进气 的作用 , 使燃烧反应速 率减缓。
应用于汽油机 , 最初只是纯气动式且不带冷却循环, 后 来发展了带冷却循环 的 E R 再后来 与电控 技术相结 G , 合, 转而开发 出带闭环控制的气 电式或电磁式 E R系 G 统。如今 E 在 国外 的汽油车 上 已得 到广泛应 用。 ( 从七十年代后期开始 , 国外就有学者将研究 目标转 向 柴油机 雎 R技术 , 目前为止发展非 常快 , 到 但其 总体
要想将 E R系统较好地应用于发动机 , G 关键就是 要准确找 出具体发 动机所对 应 的不 同工况下 的最佳 ER G 循环率。不同工 况下 限制 E R的最 大循 环量的 G 关键因素是不同的。例如在小负荷 时,G E R率 是由燃 烧稳定性和有害排放的激增作 为可能的极限 , 高负荷 时,G E R率由冒烟极限或动力性期望值所决定。 其次 , 如何控制好 E R的温度 , G 如何 兼顾好它 的 动态响应特性和各缸均匀性也是 E R系统赖 以成败 G 的关键。E R温度 的降低 , 利地减 少进气损 失 , G 有 得 到较低的碳烟 、O 0 和 H C 、 C的排放 。但又有研究表
模块五 汽车排放控制系统

工作时间 工作原理
①冷起动后(+5℃~33℃)100秒; ②热起动后怠速运转自诊断阶段10秒 。 发动机电脑激活二次空气系统开始工作,发动机电脑控制二次空气进气阀,并 通过压力P驱动组合阀门开始工作。发动机起动后经过滤清器的空气,通过二 次空气泵直接被吹到排气阀后。二次空气泵的电源通过继电器得到,二次空气 泵作用是在很短时间内将空气压进排气阀后面的废气中,二次空气系统未工作 时,热的废气将停止在组合阀门处,阻止进入二次空气泵。在控制过程中,自 诊断系统同时进行着检测。二次空气系统正常工作时,氧传感器将检测到极稀 的混合气。
一、汽车排放有害气体的类型、成因及危害
有害气体 CO 产生原因 不完全燃烧 未经燃烧或未完全燃烧的 产物。另外汽油的蒸发也 是碳氢化合物的来源之一。 高温条件下,氮与氧化合 的产物(对大气造成污染 的主要是:一氧化氮和二 氧化氮。) 危害 人吸入后将造成体内缺氧,使人头痛、恶心,过量 吸入将会窒息死亡。 碳氢气体在阳光下会与氮氧化合物进行光化学反应, 形成光化学烟雾。这种烟雾具有较强的氧化能力和 特殊的臭味,对人的眼睛、咽喉有刺激作用,并能 使橡胶开裂,植物受损。 氮氧化物是一种有毒的带有臭味的气体。这种气体 能使人的眼睛结膜发炎、口腔和咽喉粘膜肿胀,形 成气管炎和肺炎
HC
NOX
二、排放控制的主要途径及实现装置
序号 主要途径 通过改善混合气的形成质量,来降低燃烧产生的 有害成份。 对排出的废气进行再处理,使有害气体转化成无 害的H2O水蒸气、CO2 二氧化碳和N氮气。 对碳氢化合物蒸发源进行控制 实现装置
1 2 3
排气再循环控制装置(EGR)
发动机二次空气供给装置 三元催化转换器法 发动机曲轴箱通风装置 燃油蒸汽回收系统
模块五 汽车排放控制系统
自动排气阀的工作原理及作用

自动排气阀的工作原理及作用自动排气阀应用于独立采暖系统、集中供热系统、采暖锅炉、中央空调、地板采暖及太阳能采暖系统等管道排气。
因为水中通常都溶有一定的空气,而且空气的溶解度随着温度的升高而减少,这样水在循环的过程中气体逐渐从水中分离出来,并逐渐聚在一起形成大的气泡甚至气柱,因为有水的补充,所以经常有气体产生。
自动排气阀工作原理当系统中有气体溢出时,气体会顺着管道向上爬,最终聚集在系统的最高点,而排气阀一般都安装在系统最高点,当气体进入排气阀阀腔聚集在排气阀的上部,随着阀内气体的增多,压力上升,当气体压力大于系统压力时,气体会使腔内水面下降,浮筒随水位一起下降,打开排气口;气体排尽后,水位上升,浮筒也随之上升,关闭排气口。
同样的道理,当系统中产生负压,阀腔中水面下降,排气口打开,由于此时外界大气压力比系统压力大,所以大气会通过排气口进入系统,防止负压的危害。
如拧紧排气阀阀体上的阀帽,排气阀停止排气,通常情况下,阀帽应该处于开启状态。
排气阀也可以跟隔断阀配套使用,便于排气阀的检修。
意大利OR进口0499空调排气阀空调自动排气阀的产品说明:意大利OR进口0499空调排气阀空调自动排气阀的技术参数:最大工作压力:10bar 最高工作温度:110℃连接方式:外螺纹口径:3/8″意大利OR进口0499空调排气阀空调自动排气阀的结构:阀体:黄铜阀杆:黄铜浮筒:PP意大利OR进口0499空调自动排气阀,广泛用于释放供热系统和供水管道中产生的气穴,0499空调自动排气阀在用隔断阀的系统运行时可自由拆卸,便于系统检修,而不会有任何水泄露,0499空调自动排气阀提供一年质保,让您用的放心。
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摘自深圳得汛彭珍。
PCV工作原理

PCV工作原理PCV(Positive Crankcase Ventilation)是发动机系统中的一个重要组成部分,它的作用是控制和管理发动机内部的油气混合物,以提高发动机的性能和排放控制。
本文将详细介绍PCV系统的工作原理,包括其组成部分、工作流程和效果。
一、PCV系统的组成部分PCV系统主要由以下几个组成部分组成:1. PCV阀:PCV阀是PCV系统的核心部件,其作用是控制进入发动机的油气混合物的流量。
PCV阀根据发动机负荷和转速的变化,通过调节阀门的开度来控制油气混合物的流量。
2. 排气歧管:排气歧管是PCV系统中的一个重要组件,它连接了发动机的排气管和进气管。
通过排气歧管,发动机排出的废气可以重新进入进气系统,从而实现油气混合物的再循环。
3. 油雾分离器:油雾分离器是PCV系统中的一个关键部件,其作用是将进入PCV系统的油气混合物中的油分离出来,防止油进入发动机燃烧室。
油雾分离器通常采用滤油纸或网格结构,通过物理过滤的方式将油分离出来。
4. 真空泵:真空泵是PCV系统中的一个辅助设备,其作用是通过产生负压,促使油气混合物从发动机进入PCV系统,并进一步进入进气系统。
二、PCV系统的工作流程PCV系统的工作流程如下:1. 进气阶段:当发动机运转时,进气门打开,气缸内形成负压。
此时,PCV阀打开,油气混合物从发动机进入PCV系统。
2. 油雾分离阶段:进入PCV系统的油气混合物通过油雾分离器,将其中的油分离出来。
分离后的油会回流到发动机油底壳中,而气体则继续流向排气歧管。
3. 再循环阶段:油气混合物进入排气歧管后,与排出的废气混合。
这样,废气中的油气混合物被再次引入进气系统,与新鲜空气混合后进入气缸燃烧,从而实现油气混合物的再循环。
4. 燃烧阶段:油气混合物进入气缸后,在点火的作用下燃烧,产生动力驱动发动机运转。
同时,燃烧过程中产生的废气排出,进入排气系统。
5. 排气阶段:排气门打开,废气从气缸排出,经过排气管进入排气系统。
现代汽车尾气排放控制系统原理

汽车废气中各种气体形成原因 三元催化转换器的作用、结构及工作原理 氧传感器工作原理和λ闭环控制原理 EGR废气再循环系统的作用 EVAP燃油蒸汽排放控制系统的作用 二次空气喷射系统的作用和工作原理 曲轴箱通风系统的作用和工作原理
燃烧概述
1.进气管 2.燃油管路 3.燃油箱 4.排气歧管
闭环控制的目的是将过量空气系数(λ)控制在 0.98-1.02之间的范围内,从而达到:
降低排放 节约燃油
氧传感器结构
1.传感陶瓷体 2.电极 3.接触件
4. 接触件壳体 5. 排气管 6. 陶瓷保护层(多孔)
7. 废气 8. 空气 V 电压
加热式氧传感器
1. 传感器壳体 2. 陶瓷支承管 3. 连接电缆 4. 带狭缝的保护管 5. 活性陶瓷传感器
6. 接触件 7. 护套 8. 加热元件 9. 加热元件的夹紧接头 10.碟形弹簧
氧传感器信号电压分析
0.60 V 0.45 V
0.60 V 0.45 V
0.30 V 正常工作状态
0.30 V 浓并且持续时间长
0.60 V
0.60 V
0.45 V
0.45 V
0.30 V 稀并且持续时间长 0.30 V 0.3 - 0.6V之间并且持续时间长
确保废气中的HC和CO能与二次空气进行燃烧。
曲轴箱通风系统
窜缸气体的产生与危害
曲轴箱通风系统的组成
1.进气歧管 2.燃油分离器 3.空气滤清器 4.PCV阀 5.进气歧管连接装置
判定混合气过稀
增加 排气中氧分子含量 喷油量 减少(浓混合气)
ECM
检测 检测
排气中氧分子含量 减少 增加(稀混合气) 喷油量
废气再循环系统故障诊断与检修上海电子工业学校

项目五 汽车排放检测与控制
上海电子工业学校
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学习目标
任务要求
任务5.1 PCV EGR 系统检测
1.知识要求 1)熟悉汽车废气再循环系统的功能; 2)掌握汽车废气再循环系统的结构; 3)熟悉汽车起动系统检修作业的安全动保护、环境保护知识。
2.能力要求 1)会对废气再循环系统元器件进行检测; 2)会排除废气再循环系统的常见故障。 3. 素质要求 1)遵守现场操作的职业规范,具备安全、整洁、规范实施 工作任务的能力; 2)具有团队合作精神; 3)具有强烈的安全、环保及文明生产意识。
图5-4 曲轴箱强制通风系统 PCV系统常见故障是PCV阀堵塞、气管老化破损等 ,应对PCV系统定期保养。
上海电子工业学校
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任务5.1 PCV EGR 系统检测
发动机在高温高压下易产生氮氧化物(NOX),是汽车排放中最主要 的有害物之一,废气再循环是控制氮氧化物排放的一种重要措施。废气再 循环(EGR)是将部分发动机排出的废气引入歧气与新鲜混合气混合后进 入燃烧室。由于废气中要成分是惰性气体N2、CO2,在与新鲜混合气混合 后降低了新鲜气体中氧气的浓度,导致燃烧速度降低,同时引入的废气可 吸收部分热量,可有效的降低燃烧气体的温度和压力,抑制NOX的生成。 1.废气再循环系统结构 各车型的废气再循环系统结构基本相似,由发动机ECU、EGR阀等组 成,如图5-1所示。
图5-1 废气再循环系统结构
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任务5.1 PCV EGR 系统检测
2.废气再循环系统工作原理 增加废气再循环,发动机的燃烧温度可进一步降低,抑制NOX的生成 就更有效,但废气再循环量过多,会导致混合气的着火性变差,造成发动机 的油耗上升、动力性下降、HC排放量上升。ECU根据发动机的运行状况, 调节EGR阀的开度和开启时间来控制废气的引入量,同时EGR将EGR阀的 位置信号反馈给 ECU 。上海别克GL8发动机废气再循环控制系统如图 5 - 2 、5 -3 所示。在发动机起动、怠速和低负荷等工况下,发动机的燃烧温度 低,NOX不会超量,为确保发动机可靠运行,EGR阀关闭,不引入废气。
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排气再循环系统(EGR)燃烧原理:燃烧温度越高,NOx产生越多,在最适合于燃烧的点火时期点火及最经济的空燃比时,产生的NOx最多。
为了减少NOx的排放,应该考虑不利于燃烧的空燃比及点火时期,可是这样又容易产生不完全燃烧,增加HC及CO的排放,还会使发动机的功率下降。
可以较好地解决这一矛盾的技术称为排气再循环技术 (Exhaust Gas Recirculation),缩写为EGR。
EGR可使发动机排出气体的一部分重新进入进气系统,引入不活性气体(主要是CO2)到燃烧室,增加燃烧室内气体的热容量,使最高燃烧温度下降,故可抑制 NOx的生成。
下面简单介绍一下EGR系统的工作原理:EGR(废气再循环系统),主要用来降低废气中氮氧化合物的排放量。
其原理如上图所示。
ECU根据发动机转速、负荷(节气门开度)、温度、进气流量、排气温度控制电磁阀适时地打开,进气管真空经电磁阀进入EGR阀真空膜室,膜片拉杆将EGR阀门打开,排气中的少部分废气经EGR阀进入进气系统,与混合气混合后进入气缸参与燃烧,降低了燃烧时气缸中的温度,因NOx是在高温富氧的条件下生成的,故抑制了NOx的生成,从而降低了废气中的NOx的含量。
EGR系统的主要元件是位于进气歧管上的EGR阀。
在发动机暖机运转和转速超过怠速时,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;当发动机在怠速、低速、小负荷、及冷机时,为了避免发动机的动力性能受到影响,ECU控制EGR阀关闭。
EGR阀中有一与其做成一体的EGR阀位置传感器(EVP Sensor),该传感器是一电位计式位移传感器,用于检测EGR阀的实际位置,输出相应电压信号给控制器,控制器据此判断阀门是否对ECU的指令做出正确响应。
同时,它的信号输出也是发动机ECU计算废气再循环流量的依据。
通常,EVP 传感器是一个三线传感器,一条是发动机ECU提供的电源电压,另外一条是传感器的接地线,第三条是传感器给发动机ECU的反馈信号输出线;在EGR 阀关闭时产生1V以下的电压,在EGR阀打开时产生5V以下的电压。
它是EGR系统中的重要传感器,一个损坏的EVP传感器会造成喘车现象、发动机产生爆震、怠速不良和其他行驶性能故障,甚至检查维护(I/M)尾气测试也不正常。
过度的废气参与再循环,将会影响混合气的着火、性能,从而影响发动机的动力性,特别是在发动机怠速、低速、小负荷及冷机时,再循环的废气会明显地影响发动机性能。
所以,当发动机在怠速、低速、小负荷及冷机时,电脑控制废气不参与再循环,避免发动机性能受到影响;当发动机超过一定的转速、负荷及达到一定的温度时,电脑才控制少部分废气参与再循环。
而且,参与再循环的废气量根据发动机转速、负荷、温度及废气温度的不同而不同,以达到废气中的NOx最低。
EGR阀通常在下列条件下开启:1.发动机热机后运转。
2.转速超过怠速。
ECM根据发动机冷却水温传感器、节气门位置传感器和空气流量传感器来控制EGR系统。
日前,在北京新国际展览中心举办的2008中国国际内燃机展上,上海日野发动机有限公司展出了其满足国Ⅳ排放的P11系列发动机,并且由于其采用EGR+DOC的技术方案吸引了参观者极大的兴趣。
与众不同的国Ⅳ机型“目前在国内的市场上,大多数国内公司的国Ⅳ机型采用的都是SCR技术,在本届展览上我只看到国内朝柴有一款国Ⅳ发动机采用的是EGR技术。
”上海日野的总工程师孙崎在接受记者采访时说。
这种情况的出现跟国内内燃机行业发展的特殊性有关系。
由于国内近年来国家对于柴油发动机尾气排放的规定日益严格,并且实施进程非常快,所以对于目前已经实施的国Ⅲ排放,国内的柴油发动机企业都是刚刚通过一轮技术改造才完成。
电控系统、4气门结构等等涉及到发动机本体结构的改造也刚刚完成,所以在针对国Ⅳ的解决方案中,国内的企业大多选择了对本体机无需做大改动的SCR技术。
而EGR技术由于要增加废气再循环系统,需要改动原有国Ⅲ发动机的结构,再进行大量的实验才能达到标准,因而也就不被大多数企业所选择。
因需而定的技术方向而对于为何在国Ⅳ阶段会产生几种不同的技术方向,还要从柴油发动机的工作原理说起。
柴油发动机的尾气中污染物主要有两种,即氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)。
由于柴油机工作的特点,使微粒和氮氧化物两种主要排放污染物的生成环境彼此对立。
提高缸内燃烧温度,燃料充分燃烧时颗粒物会被降低,但氮氧化物会由于高温的环境生成较多。
反之亦然,是一种此消彼长的现象。
在排放标准达到欧Ⅳ之前,开发设计人员在控制柴油机燃烧时,通过在两者之间进行平衡,达到氮氧化物和微粒排放都不超过限值。
但排放标准提升到欧Ⅳ之后,则需要机内控制结合机外后处理方式才能达标。
目前被国内大多数企业所使用的SCR技术是通过强化发动机机内燃烧来降低微粒的生成,然后利用尿素溶液对氮氧化物进行机外催化氧化。
而另外一种EGR则相反,在机内控制氮氧化物的生成,然后在排气阶段再减少颗粒物。
同时EGR技术又可细分为EGR+DOC和EGR+DPF这两种,分别利用DOC(柴油催化氧化器)或DPF (微粒捕集器)对生成的微粒进行后处理。
由于DPF需要再生,DOC不需要,上海日野的国Ⅳ机型采用EGR+DOC这种解决方案。
SCR技术的最大缺点是需要在车上增加催化剂储存箱和催化反应器,而且需要加油站等社会配套设施提供相应的催化剂补充液。
由于卡车、客车的流动性和不同地区排放标准的差异性,造成了尿素催化剂添加的不便性。
而EGR技术的缺点在于改动原有欧Ⅲ发动机的结构,增加废气再循环系统。
由于引入废气,废气中的酸碱性物质会对发动机内部的机件产生影响,制造商必须在抗腐蚀方面进行加强。
同时,由于需要控制氮氧化物生成,对燃烧过程的最高温度和持续时间都必须进行严格控制,因此对发动机效率和经济性会产生一定的负面影响。
“由于EGR技术有这样的制约,所以上海日野此次展出的国Ⅳ发动机采用超高压燃烧,同时配合可变截面的混流涡轮增压器来增强发动机的性能。
通过进一步提高燃油喷射压力,进一步提高压缩比来改进机内燃烧,这些措施的共同使用,能够使发动机在机内便同时降低颗粒物和氮氧化物,再配合DOC的使用消除少量残余颗粒可以达到国Ⅳ排放标准。
并且燃油经济性不会受到很大的影响。
”监管问题不过,对于SCR来说,还有一个困难之处在于使用中的监管和使用者的社会责任,即使用者如果在尿素耗尽后不添加怎么办(目前国内尿素价格约9元/升,高于柴油价格)。
孙崎介绍,在欧洲环保机构使用OBD(On-Board Diagnostics,中文译为“车载自动诊断系统”)来约束,其最早采用灯光提示,如果尾气不达标便不断地提示驾驶员。
而在欧Ⅳ阶段采用的OBD系统中则带有扭矩限制,如排放指标超过欧Ⅲ限值时,发动机的功率由系统设置下降为原功率的60%~70%,强制驾驶员添加尿素液或进行失效检查。
而目前我国车用柴油机OBD技术和标准还刚刚起步,国家环保部刚刚在2008年7月1日实施基于17691柴油机排放限值的“车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车车载诊断系统技术要求”,对于OBD系统提出了各阶段要求。
“对于不需要添加消耗型尿素的EGR技术发动机,使用中比较方便,这对于长途运输行业是比较适合的。
”EGR发展现状从20世纪70年代开始,国外就开始了废气再循环系统的研究,现在一些柴油车上已经安装了EGR系统,为柴油车达到欧Ⅳ标准奠定了基础。
对于增压中冷柴油机,通常有以下两种方式:从涡轮前取气回流到压气机后的EGR 系统;从涡轮后取气回流到压气机前的EGR系统。
涡轮增压柴油机的冷却再循环结构设计适宜采用前一种方式,可避免出现再循环废气污染压气机和中冷器,减少淤塞和腐蚀问题,同时避免EGR随工况变化响应滞后。
由于柴油机过氧燃烧,直喷式柴油机的EGR率超过40%,非直喷式可达25%。
为防止微粒产生,中、低负荷常采用较大的EGR率,全负荷不采用EGR,以保证发动机的动力性和燃油经济性。
当转速提高时降低EGR率,保证较多新鲜空气的进入,由实验标定测得最佳的EGR脉谱。
对EGR率的精准控制多采用电子信号。
根据发动机的转速信号、油泵齿条信号(即供油量)和水温信号等,按预先设定好的脉谱改变EGR率。
因柴油进、排气管间压差较小,柴油机的E-GR回流管直径较大,且柴油机所需的EGR率较高,可在进气管上加节气门,低负荷时,通过进气节流达到增加进、排气管间压差。
同时,采用冷EGR,可进一步降低NOx的排放。
柴油机排气中的SO2会生成硫酸,对EGR系统的管路和阀门以及气缸壁面形成腐蚀,应选用高品质润滑油和低硫柴油。
废气再循环对排放的影响>2.2.1对NOx排放的影响废气再循环技术降低了燃烧室内可达到的最高燃烧温度,减少了进气充量,从而抑制NOx的排放。
实验表明,当发动机的转速一定时,废气中NOx的比例,会随废气再循环率的增加而降低。
当发动机处于不同负荷时,NOx排放下降率与EGR率呈近似线性关系。
较大的废气再循环率会导致柴油机动力下降,在中高负荷时,EGR率较低,在小负荷时,EGR率较高,根据不同的工况,选择适当的EGR率。
2.2.2对微粒排放的影响当发动机的转速一定时,微粒排放量会随EGR率的变化而变化。
一般来说,废气的引入会造成进入气缸的新鲜空气降低,易造成局部缺氧和燃料燃烧不完全,引起微粒的增加。
随着EGR率的增加,发动机排出的微粒也随之增加。
但实际上中、高负荷时,喷油较多,燃烧时间较短,E-GR率对过量空气系数的影响较大,微粒增加幅度较大。
在小负荷时,喷油较少,EGR率对过量空气系数的影响相对减弱,微粒增加的趋势也相对较小。
与NOx的线性关系不同,微粒排放量增加率与EGR率关系为二次响应,因此微粒增加比例相对更大。
随着废气的引入,NOx排放会降低,微粒值会升高,负荷较大的工况微粒增加的趋势很明显,应限制高负荷工况下的EGR率。
同时,带有EGR系统的发动机排气微粒中的HC成分较少。
需综合NOx和微粒两方面选择适当的EGR率。
2.2.3对HC、CO排放的影响随着EGR率的增加,发动机尾气中HC与CO的排放变化关系较为一致,呈现上升趋势。
在发动机转速一定的情况下,随着EGR率增加,HC和CO均为燃料燃烧不充分所产生的排放物。
当充入气缸内的废气增加,必然导致参与燃烧的氧气量相对减少,燃料燃烧条件恶化。
HC排放在中高负荷时呈现增加趋势,在小负荷时呈现下降趋势。
HC排放主要来自滞燃期内形成的极稀混合气,因此HC排放与滞燃期时间长短有关。
负荷越低,滞燃期内形成的极稀混合气越多,发动机排气中HC的浓度越高。
在同样低负荷时,废气回流率越大,加热进气的作用越明显,滞燃期将缩短,对改善HC排放有利。
2.2.4对CO2及燃油消耗率的影响试验表明,当发动机的废气再循环率增加,过量空气系数有所降低,但CO2的排放量及燃油消耗率只有很小波动,基本保持不变。