EGR系統(tǒng)的進(jìn)展和前景

1、EGR系統(tǒng)的進(jìn)展及前景徐 偉概況:法規(guī)和途徑排放法規(guī)越來越嚴(yán)排放法規(guī)越來越嚴(yán)排放法規(guī)越來越嚴(yán)排放法規(guī)越來越嚴(yán)后處理技術(shù)展望后處理技術(shù)展望后處理技術(shù)展望EGR已成為降低發(fā)動(dòng)機(jī)NOx最基本手段l不是只有歐2、歐3才用EGR,標(biāo)準(zhǔn)更高時(shí) 仍需EGR.l不是只有輕型車才用EGR,中、重型車也需用EGR.l汽油機(jī)強(qiáng)化后也需EGR.l在新型燃燒方法中有許多方案用大流量 EGR手段實(shí)施稀薄燃燒.l稀釋了氧氣濃度,降低了燃燒速度和最高燃燒溫度,導(dǎo)致NOx降低.l導(dǎo)入部分廢氣(特別是CO2和H2O)提高了充量的平均比熱,吸收了更多熱量,降低了最高溫度,導(dǎo)致NOx降低.l進(jìn)氣充量中引入廢氣增加了充量的質(zhì)量流量,增

2、加部分也要吸收額外的熱量,也降低了最高溫度,導(dǎo)致NOx降低.l導(dǎo)入廢氣在燃燒過程中也參加化學(xué)反應(yīng),還有化學(xué)反應(yīng)的影響.為什么EGR能降低NOx？EGR降低NOx排放的原理EGR降低NOx排放的原理EGR的幾種效應(yīng)EGR降低NOx排放的原理EGR降低NOx排放的原理柴油機(jī)上PM和NOx的背離關(guān)系EGR的實(shí)現(xiàn)內(nèi)部EGR真空驅(qū)動(dòng)EGR閥l 真空驅(qū)動(dòng)EGR閥:利用發(fā)動(dòng)機(jī)所帶真空泵為真空源,電子真空調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)膜片室真空度控制閥門動(dòng)作.作用力大,可承受較高溫度,成本較低,但反應(yīng)速度較慢,一般開啟時(shí)間600ms,只能滿足歐III以下的排放要求.壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的EGR(菌閥)壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的EGR(蝶)閥)比例電

3、磁鐵驅(qū)動(dòng)EGR閥比例電磁鐵驅(qū)動(dòng)EGR閥(VDO)單菌閥平衡雙閥柴油機(jī)用比例電磁閥參數(shù)舉例(Pierburg)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)EGR閥直流電機(jī)直線運(yùn)動(dòng)菌閥Pierburg 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)EGR閥BorgWarner直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)DEGR1,獨(dú)特驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),反應(yīng)快.2,冷、熱端均可安裝.3,驅(qū)動(dòng)力大,有效密封.4,可單閥,可雙閥.5,結(jié)實(shí)耐久,防閥桿刮傷.6,尺寸小,成本低.優(yōu)點(diǎn)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)蝶閥EGR(VDO)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)EGR閥的控制EGR的控制EGR的控制一臺(tái)轎車柴油機(jī)的3D EGR MAP圖按轎車試驗(yàn)工況低速低負(fù)荷時(shí)有較高的EGR率 國內(nèi)某發(fā)動(dòng)機(jī)P MAP和比排放MAPEGR的發(fā)展趨勢(shì)l另部件設(shè)計(jì)

4、模塊化l響應(yīng)快l流量范圍寬l成本低l提高可靠性l提高控制精確度EGR閥與進(jìn)氣節(jié)流閥組成模塊EGR閥與進(jìn)氣節(jié)流閥組成模塊EGR閥與其他另部件集成(Pierburg)EGR閥、EGR冷卻器、節(jié)流閥體集成EGR閥、EGR冷卻器、節(jié)流閥體、進(jìn)氣管集成EGR閥與其他另部件集成(Pierburg)EGR閥與其他另部件(Pierburg)VDO為雷諾開發(fā)的EGR系統(tǒng)(VDO)8缸Audi的EGR閥、EGR冷卻器、節(jié)流閥體、中冷器和進(jìn)氣管集成(Pierburg)提高EGR閥的反應(yīng)速度l 直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過連控軌道機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng) l皮膜式驅(qū)動(dòng)改為直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)提高EGR閥的反應(yīng)速度提高大流量時(shí)低端流量的

5、控制精度排氣壓力大,沖開EGR閥問題l采用平衡閥排氣、充氣壓力增加,防止沖開確保密封EGR閥的技術(shù)趨勢(shì) 隨著EGR率的提高，必須有足夠的冷卻，但也不能過冷。 EGR閥有較快的啟閉速度，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)性能。 良好的控制策略與VGT、復(fù)合增壓、DPF等匹配。 耐久可靠。 可反饋監(jiān)測(cè)。 EGR如何滿足國4的要求？反應(yīng)時(shí)間實(shí)測(cè)結(jié)果比較 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)EGR閥也無皮膜的滯回現(xiàn)象電動(dòng)EGR閥的控制策略電動(dòng)EGR閥及傳感器結(jié)構(gòu)電機(jī)通過曲柄驅(qū)動(dòng)閥桿電動(dòng)EGR閥控制策略電動(dòng)EGR閥控制策略電動(dòng)EGR閥控制策略極限工作電流 動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性 冷卻 EGR問題 隨著EGR率增加進(jìn)氣管溫度增加 EGR冷卻器進(jìn)一步降低NO

6、x 10-12.7%EGR冷卻器進(jìn)一步降低NOx 7.5-14.1% 隆盛高效EGR冷卻器降低回流廢氣溫度 EGR閥和冷卻器的積炭和結(jié)膠EGR冷卻器系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)解決辦法為冷卻旁通和加EGR催化劑五十鈴在EGR冷卻系統(tǒng)中裝氧化催化劑Audi3.0TDI冷卻可旁通 EGR系統(tǒng) 隆盛EGR系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例2.0l/ 100kw 歐歐4轎車柴油機(jī)電動(dòng)轎車柴油機(jī)電動(dòng)EGR閥閥+可旁通冷卻器可旁通冷卻器廢氣流速對(duì)積垢的影響冷卻液溫度對(duì)積垢的影響提高冷卻器的傳熱效率 1)改進(jìn)冷卻器結(jié)構(gòu) 2)改進(jìn)冷卻器材料 3)兩級(jí)冷卻 4)消除結(jié)垢的影響新型高效輕型柴油機(jī)用EGR冷卻器新型高效輕型柴油機(jī)用EGR冷卻器用于重型

7、車的EGR冷卻器壓鑄鋁散熱芯壓鑄鋁EGR冷卻器將800廢氣冷卻到180雙芯EGR冷卻器EGR的兩級(jí)冷卻問題EGR系統(tǒng)的布置問題l 考慮混合均勻,減少反應(yīng)滯后l EGR閥熱端安裝和冷端安裝l 確保排氣壓力進(jìn)氣系統(tǒng)廢氣入口處壓力 安裝單向止回閥 進(jìn)氣節(jié)流閥后接EGR閥 進(jìn)氣節(jié)流閥與文德利管并聯(lián) 直接固定截面文德利管 直接可變截面文德利管 中、重型車用EGR系統(tǒng)直接與文德利管連接可變截面Venturi管達(dá)到國4技術(shù)路線討論EGR在柴油機(jī)上的新進(jìn)展 中、重型車采用EGR實(shí)例 MAN歐、歐布置歐EGR+2級(jí)增壓+PM-KAT歐EGR+PM-KAT MAN歐途徑MAN歐方案EGR+2級(jí)增壓+PM-KAT客

8、車發(fā)動(dòng)機(jī)D2066及D2676MAN歐發(fā)動(dòng)機(jī)D20、D26MAN歐發(fā)動(dòng)機(jī)一覽Scania 9L EngineDAF的EGR系統(tǒng)Volvo D13 柴油機(jī)(冷卻EGR,液壓驅(qū)動(dòng)EGR閥)Volvo D16 柴油機(jī)(冷卻EGR,液壓驅(qū)動(dòng)EGR閥)機(jī)油壓力驅(qū)動(dòng)用混合EGR系統(tǒng)（高壓+低壓）達(dá)到歐 混合EGR具歐6潛力 在ECE+EUDC 試驗(yàn)循環(huán)中,ECE試驗(yàn)部分采用冷卻高壓EGR,EUDC試驗(yàn)部分切換成冷卻低壓EGR可獲得接近歐6 的排放值.EGR系統(tǒng)的試驗(yàn)開發(fā)l測(cè)試運(yùn)行工況和實(shí)施EGR條件l測(cè)試排放基線 l確定EGR方案l零部件試驗(yàn)設(shè)計(jì)l利用成熟軟件模擬方案效果l多次試驗(yàn)修正后成為樣品l性能和耐久性考核后定型測(cè)試排放基線測(cè)試運(yùn)行工況和實(shí)施EGR條件測(cè)試運(yùn)行工況和實(shí)施EGR條件排氣壓力P3進(jìn)氣壓力P2測(cè)試運(yùn)行工況和實(shí)施EGR條件Deutz 2013 高壓EGR系統(tǒng)Deutz 2