EGR的功用和工作原理

1、本節(jié)課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容1.了解廢氣再循環(huán)技術(shù)，掌握廢氣再循環(huán)的概念2.掌握廢氣再循環(huán)的作用，理解廢氣再循環(huán)的原理3.掌握廢氣再循環(huán)的分類和組成單元四 廢氣再循環(huán)(EGR)控制系統(tǒng)NOX是空氣中的氮氣與氧氣在高溫、高壓條件下形成的，發(fā)動機排出的NOX量主要與氣缸內(nèi)的最高溫度有關(guān)，氣缸內(nèi)最高溫度越高，排出的NOX量越多。（如下圖所示）單元四 廢氣再循環(huán)(EGR)控制系統(tǒng)EGR控制系統(tǒng)影片廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的作用排氣廢氣排氣廢氣進氣管、汽缸進氣管、汽缸閥閥ECUNOX一定條件一定條件EGR控制系統(tǒng)的功能：控制系統(tǒng)的功能：將適量的廢氣引入氣缸內(nèi)參加燃燒，從而降低氣缸內(nèi)的最高溫度，以減少NO

2、X的排放量。為了保證發(fā)動機正常工作和性能不受過多影響，必須根據(jù)發(fā)動機工況的變化，控制廢氣再循環(huán)量。(作用：降低尾氣中的作用：降低尾氣中的NOx 含量含量)廢氣再循化的控制方式廢氣再循化的控制方式（1）機械式）機械式 利用進氣歧管真空度與排氣壓力控制利用進氣歧管真空度與排氣壓力控制EGR閥的開啟及開啟程度?？刂凭鹊?，閥的開啟及開啟程度?？刂凭鹊?，現(xiàn)在很少采用?，F(xiàn)在很少采用。（2）電子控制式）電子控制式 電子控制器根據(jù)發(fā)動機工況，通過電磁電子控制器根據(jù)發(fā)動機工況，通過電磁閥閥EGR閥的開度，實現(xiàn)閥的開度，實現(xiàn)EGR率的控制。率的控制。類型：類型：開環(huán)控制EGR系統(tǒng)和閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)。1、由負(fù)

3、荷控制的、由負(fù)荷控制的EGR系系統(tǒng)統(tǒng)2、由水溫和負(fù)荷控制的、由水溫和負(fù)荷控制的EGR系統(tǒng)系統(tǒng)（1）機械式）機械式控制方式：控制方式：ECUEGR電磁閥電磁閥真空真空EGR閥閥部分部分廢氣進入進氣歧管廢氣進入進氣歧管（2）電子控制式）電子控制式ECU控制的開環(huán)控制EGR系統(tǒng)組成：組成：EGR閥、EGR電磁閥等ECU根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度、節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速和起動等信號來控制EGR電磁閥的通電或斷電。用用EGR閥開閥開度作為反饋度作為反饋信號信號 EGR閥開度傳閥開度傳感器感器工作原理與電位計式節(jié)氣門位置傳感器相同閉環(huán)控制EGR系統(tǒng) 檢測實際的EGR率或EGR閥開度作為反饋控制信號來控制EGR系統(tǒng)，這

4、種控制精度更高。廢氣再循環(huán)控制的了類型依據(jù)控制方式的不同，依據(jù)控制方式的不同，EGREGR閥分閥分為為真空動作真空動作EGREGR閥閥、排氣背壓排氣背壓EGREGR閥閥、電控電控EGREGR閥閥。1.1.真空控制的真空控制的EGREGR系統(tǒng)：系統(tǒng)： 真空控制閥真空控制閥VCVVCV、真空電磁閥真空電磁閥VSVVSV、EGREGR閥位置傳感器閥位置傳感器、EGREGR閥閥等等. .1、發(fā)動機控制單元2、廢氣再循環(huán)閥（電磁）3、廢氣再循環(huán)閥（機械）4、空氣流量計5、尾氣凈化裝置發(fā)動機中小負(fù)荷時將一定量的廢氣引入燃燒室參與燃燒，怠速、全負(fù)荷時不起作用。真空控制的EGR系統(tǒng)的組成1. EGR電磁閥 E

5、GR電磁閥有三個通氣口（如右圖），EGR電磁閥不通電時，彈簧將閥體向上壓緊，通大氣閥口被關(guān)閉。這時EGR電磁閥使進氣歧管與EGR閥真空室相通；當(dāng)EGR電磁閥線圈通電時，產(chǎn)生的電磁力使閥體下移，閥體下端將通進氣歧管的真空通道關(guān)閉，而上端的通大氣閥口打開，于是就使EGR閥的真空室與大氣相通。2.EGR2.EGR閥閥 EGREGR閥膜片的一邊閥膜片的一邊( (下部下部) )通大氣，裝有彈簧的另一通大氣，裝有彈簧的另一邊為真空室，其真空度由邊為真空室，其真空度由EGREGR電磁閥控制。增大真空電磁閥控制。增大真空室的真空度，使膜片克服室的真空度，使膜片克服彈簧力上拱，閥的開度就彈簧力上拱，閥的開度就增

6、大，廢氣再循環(huán)流量也增大，廢氣再循環(huán)流量也就增加。當(dāng)上部失去真空就增加。當(dāng)上部失去真空度時，膜片在彈簧力的作度時，膜片在彈簧力的作用下向下拱而使閥關(guān)閉，用下向下拱而使閥關(guān)閉，阻斷廢氣再循環(huán)。阻斷廢氣再循環(huán)。安裝有安裝有EGREGR閥開度傳感器的閥開度傳感器的EGREGR閥如圖閥如圖12-512-5所示。所示。高溫多氧：中負(fù)荷，高溫多氧：中負(fù)荷，20004000r/min。數(shù)字信號數(shù)字信號反饋控制反饋控制ECU監(jiān)測監(jiān)測（1）EGR通斷控制通斷控制廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的工作原理EGR率過大，率過大，使燃燒速度太使燃燒速度太慢，燃燒變得慢，燃燒變得不穩(wěn)定，失火不穩(wěn)定，失火率增加，率增加，HC增增加、動力性

7、、加、動力性、經(jīng)濟性下降；經(jīng)濟性下降；EGR率過小，率過小，NOx排放達不排放達不到法規(guī)要求，到法規(guī)要求，易產(chǎn)生爆震，易產(chǎn)生爆震，發(fā)動機過熱等發(fā)動機過熱等現(xiàn)象?，F(xiàn)象。因此因此EGR率必須根據(jù)發(fā)動機工況要求進行控制。通常將率必須根據(jù)發(fā)動機工況要求進行控制。通常將EGR率控制在率控制在10%20%范圍。范圍。 （2）EGR率控制率控制廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的工作原理廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)問題：問題： 過量的廢氣，將使發(fā)動機的燃燒惡化，過量的廢氣，將使發(fā)動機的燃燒惡化，動力性、經(jīng)濟性下降。因此廢氣再循化的量動力性、經(jīng)濟性下降。因此廢氣再循化的量要嚴(yán)格控制。且在某些特殊工況下，關(guān)閉廢要嚴(yán)格控制。

8、且在某些特殊工況下，關(guān)閉廢氣再循化。氣再循化。 EGR率率=EGR氣體量氣體量吸入空氣量吸入空氣量+EGR氣體量氣體量100%100%廢氣的引入量稱為廢氣再循化率（廢氣的引入量稱為廢氣再循化率（EGR率）。率）。工作原理工作原理 廢氣中含有大量的廢氣中含有大量的CO2和水蒸氣等接近于化學(xué)和水蒸氣等接近于化學(xué)惰性的氣體，將其導(dǎo)入惰性的氣體，將其導(dǎo)入汽缸后稀釋可缸內(nèi)混合汽缸后稀釋可缸內(nèi)混合氣，氧濃度相應(yīng)降低氣，氧濃度相應(yīng)降低.從從而緩解了激烈地燃燒反而緩解了激烈地燃燒反應(yīng)。應(yīng)。CO2不能燃燒但能吸收不能燃燒但能吸收熱量熱量,使溫度下降使溫度下降.減少減少NOX的生成的生成.ECU控制的開環(huán)控制EG

9、R系統(tǒng)工作過程（3）EGR的控制策略的控制策略綜合考慮動力性、經(jīng)濟性、排放性能綜合考慮動力性、經(jīng)濟性、排放性能 冷機、怠速和小負(fù)荷：冷機、怠速和小負(fù)荷：NOx低，為了保證正常燃燒，不進行低，為了保證正常燃燒，不進行EGR。大負(fù)荷、高速：保證動力性，同時混合氣濃，大負(fù)荷、高速：保證動力性，同時混合氣濃，NOx低，不進低，不進行行EGR或減少或減少EGR率。率。部分負(fù)荷：隨著負(fù)荷增加部分負(fù)荷：隨著負(fù)荷增加EGR率允許值也增加率允許值也增加廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的工作原理在下列情況下不進行廢氣再循環(huán)（1）發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于）發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于900r/min或高于或高于3200r/min時；時；（2）發(fā)動機低溫時；

10、）發(fā)動機低溫時；（3）發(fā)動機怠速時；）發(fā)動機怠速時；（4）發(fā)動機起動時。）發(fā)動機起動時。EGR控制系統(tǒng)的檢修一般檢查一般檢查 怠速時，拆下EGR閥上的真空軟管，發(fā)動機轉(zhuǎn)速應(yīng)無變化，用手觸試真空管口應(yīng)無吸力；轉(zhuǎn)速達2500r/min以上，同樣拆下此真空軟管，發(fā)動機轉(zhuǎn)速應(yīng)明顯升高（中斷了廢氣再循環(huán)）。EGR閥的檢查閥的檢查 給EGR閥施加15kPa的真空，EGR閥應(yīng)能開啟；不施加真空時，EGR閥應(yīng)能完全關(guān)閉。測量電阻值，應(yīng)為3339。不通電時，從通進氣管側(cè)接頭吹入空氣應(yīng)暢通，從通大氣的濾網(wǎng)處吹入空氣應(yīng)不通。通電時，與上述剛好相反。 EGR電磁閥的檢查電磁閥的檢查4. EGR的控制策略的控制策略 增

11、加增加EGR率可以使率可以使NOx排出物降低，但同排出物降低，但同時會時會HC排出物和燃油消耗增加。因此在各排出物和燃油消耗增加。因此在各種工況采用的種工況采用的EGR率必須是對動力性、經(jīng)率必須是對動力性、經(jīng)濟性和排放性能的綜合考慮。濟性和排放性能的綜合考慮。 試驗結(jié)果說明：當(dāng)試驗結(jié)果說明：當(dāng)EGR率小于率小于10%時，燃時，燃油消耗量基本上不增加，當(dāng)油消耗量基本上不增加，當(dāng)EGR率大于率大于20%時，發(fā)動機燃燒不穩(wěn)定，工作粗暴，時，發(fā)動機燃燒不穩(wěn)定，工作粗暴，HC排放物將增加排放物將增加10%。因此通常將。因此通常將EGR率率控制在控制在10%20%范圍內(nèi)較合適范圍內(nèi)較合適 怠速和低負(fù)荷時，

12、怠速和低負(fù)荷時，NOx排放濃度低，為了保證排放濃度低，為了保證穩(wěn)定燃燒，不進行穩(wěn)定燃燒，不進行EGR。 只有熱態(tài)下進行只有熱態(tài)下進行EGR。發(fā)動機溫度低時，。發(fā)動機溫度低時，NOx排放濃度也較低，為了保證正常燃燒，冷機時不進排放濃度也較低，為了保證正常燃燒，冷機時不進行行EGR。 大負(fù)荷、高速時，為了保證發(fā)動機有較好的動大負(fù)荷、高速時，為了保證發(fā)動機有較好的動力性，此時混合氣較濃，力性，此時混合氣較濃，NOx排放生成物較少，可排放生成物較少，可不進行不進行EGR或減少或減少EGR率。率。 廢氣再循環(huán)量對廢氣再循環(huán)量對NOx排放和油耗的影響還受到排放和油耗的影響還受到空燃比、點火提前角等因素的影

13、響。因此在空燃比、點火提前角等因素的影響。因此在EGR率率進行控制時，同時對點火等進行綜合控制，就能得進行控制時，同時對點火等進行綜合控制，就能得到較好的發(fā)動機性能。到較好的發(fā)動機性能。 EGR控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)中，EGR閥是關(guān)鍵部件。不同閥是關(guān)鍵部件。不同的的EGR率是通過率是通過EGR閥的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)的。電控發(fā)閥的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)的。電控發(fā)動機中廣泛采用電子控制動機中廣泛采用電子控制EGR閥方法。有的閥方法。有的EGR系統(tǒng)將廢氣再循環(huán)電磁閥系統(tǒng)將廢氣再循環(huán)電磁閥-N18-與與 機械閥合二為機械閥合二為一，直接由發(fā)動機控制單元控制。一，直接由發(fā)動機控制單元控制。 直線型直線型EGR閥是由閥是由EC

14、U控制針閥位置，調(diào)節(jié)控制針閥位置，調(diào)節(jié)從排氣進入進氣歧管孔口的大小，精確地控制從排氣進入進氣歧管孔口的大小，精確地控制EGR率。率。 EGR工作期間通過監(jiān)測針閥位置反饋信號控工作期間通過監(jiān)測針閥位置反饋信號控制針閥位置。并根據(jù)冷卻水溫度、制針閥位置。并根據(jù)冷卻水溫度、 節(jié)氣門位置和節(jié)氣門位置和進氣流量控制進氣流量控制EGR針閥的位置。針閥的位置。學(xué)習(xí)小結(jié)學(xué)習(xí)小結(jié)1氮氣和氧氣在高溫下會化合生成NOX。發(fā)動機的燃燒溫度越高，燃燒后產(chǎn)生的NOX就越多。2廢氣再循環(huán)系統(tǒng)將發(fā)動機排出的部分廢氣重新引入氣缸，利用廢氣中所含有大量的CO2不參與燃燒卻能吸收熱量的特點，降低燃燒溫度，以減少NOX的排放。3電控

15、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)主要由發(fā)動機控制模塊、相關(guān)傳感器和EGR電磁閥和膜片式EGR閥等組成。4在ROM中存儲有各種工況下的最佳EGR流量值，通常以EGR電磁閥占空比參數(shù)的方式儲存。發(fā)動機工作時，ECM根據(jù)各傳感器信號，輸出相應(yīng)的占空比脈沖信號至EGR電磁閥。5廢氣再循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生故障時，會出現(xiàn)車輛排氣污染增加、發(fā)動機功率下降、怠速運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定甚至熄火等故障。6廢氣再循環(huán)系統(tǒng)常見的故障有EGR閥損壞、EGR閥位置傳感器工作不正常、EGR電磁閥及其控制電路工作不良等 。 1 1、功用：、功用： 在一定工況下，將新鮮空氣送入排氣管，促使廢氣中的CO、HC進一步氧化，從而降低CO、HC的排放量。二次空氣供給系統(tǒng)二

16、次空氣供給系統(tǒng)ASAS 2 2、組成：、組成：二次空氣供給系統(tǒng)二次空氣供給系統(tǒng)ASAS 3 3、工作原理：、工作原理： ECU控制VSV閥的搭鐵回路。 當(dāng)VSV閥不通電時，關(guān)閉通向AS閥的真空通道，AS閥膜片在彈簧作用下下移，關(guān)閉二次空氣供給通道，系統(tǒng)不工作。 當(dāng)ECU給VSV閥通電時，VSV閥開啟AS閥的真空通道，進氣管真空度將膜片吸起，二次空氣進入排氣管。二次空氣供給系統(tǒng)二次空氣供給系統(tǒng)ASAS 下列情況下列情況ECUECU不給二次空氣電磁閥通電：不給二次空氣電磁閥通電： 電控燃油噴射系統(tǒng)進入閉環(huán)控制 冷卻液溫度超過規(guī)定范圍 發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負(fù)荷超過規(guī)定值 ECU發(fā)現(xiàn)有故障二次空氣供給系統(tǒng)二次空氣供給系統(tǒng)ASAS 4 4、檢修：、檢修：（1 1）檢查）檢查ASAS閥：閥： 拆下AS閥，從空濾器側(cè)軟管接頭吹入空氣應(yīng)不漏氣；用手動真空泵從真空管接頭施加20kPa的真空度，從空濾器側(cè)軟管接頭吹入空氣應(yīng)暢通，從排氣管接頭吹入空氣應(yīng)不漏氣。二次空氣供給系統(tǒng)二次空氣供給系統(tǒng)ASAS （2 2）檢查）檢查VSVVSV閥：閥： 測量電磁閥電阻值，一般為36