EGR的功用和工作原理

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，了解廢氣再循環(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?dú)馀c氧氣在高溫、高壓條件下構(gòu)成的，發(fā)動(dòng)機(jī)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。〔如以下圖所示〕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)的作用排氣廢氣進(jìn)氣管、汽缸閥ECUNOX一定條件EGR控制系統(tǒng)的功能：將適量的廢氣引入氣缸內(nèi)參與熄滅，從而降低氣缸內(nèi)的最高溫度，以減少NOX的排放量。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常任務(wù)和性能不受過多影響，必需根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化，控制廢氣再循環(huán)量。(作用：降低尾氣中的NOx含量)廢氣再循化的控制方式〔1〕機(jī)械式利用進(jìn)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?，如今很少采用。〔2〕電子控制式電子控制器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況，經(jīng)過電磁閥EGR閥的開度，實(shí)現(xiàn)EGR率的控制。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)荷控制的EGR系統(tǒng)2、由水溫暖負(fù)荷控制的EGR系統(tǒng)〔1〕機(jī)械式

控制方式：ECU→EGR電磁閥→真空→EGR閥→部分廢氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管〔2〕電子控制式

ECU控制的開環(huán)控制EGR系統(tǒng)組成：EGR閥、EGR電磁閥等ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速和起動(dòng)等信號(hào)來控制EGR電磁閥的通電或斷電。用EGR閥開度作為反響信號(hào)EGR閥開度傳感器任務(wù)原理與電位計(jì)式節(jié)氣門位置傳感器一樣閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)檢測(cè)實(shí)踐的EGR率或EGR閥開度作為反響控制信號(hào)來控制EGR系統(tǒng)，這種控制精度更高。廢氣再循環(huán)控制的了類型根據(jù)控制方式的不同，EGR閥分為真空動(dòng)作EGR閥、排氣背壓EGR閥、電控EGR閥。1.真空控制的EGR系統(tǒng)：真空控制閥VCV、真空電磁閥VSV、EGR閥位置傳感器、EGR閥等….1、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元2、廢氣再循環(huán)閥〔電磁〕3、廢氣再循環(huán)閥〔機(jī)械〕4、空氣流量計(jì)5、尾氣凈化安裝發(fā)動(dòng)機(jī)中小負(fù)荷時(shí)將一定量的廢氣引入熄滅室參與熄滅，怠速、全負(fù)荷時(shí)不起作用。真空控制的EGR系統(tǒng)的組成1.EGR電磁閥EGR電磁閥有三個(gè)通氣口〔如右圖〕，EGR電磁閥不通電時(shí)，彈簧將閥體向上壓緊，通大氣閥口被封鎖。這時(shí)EGR電磁閥使進(jìn)氣歧管與EGR閥真空室相通；當(dāng)EGR電磁閥線圈通電時(shí)，產(chǎn)生的電磁力使閥體下移，閥體下端將通進(jìn)氣歧管的真空通道封鎖，而上端的通大氣閥口翻開，于是就使EGR閥的真空室與大氣相通。2.EGR閥EGR閥膜片的一邊(下部)通大氣，裝有彈簧的另一邊為真空室，其真空度由EGR電磁閥控制。增大真空室的真空度，使膜片抑制彈簧力上拱，閥的開度就增大，廢氣再循環(huán)流量也就添加。當(dāng)上部失去真空度時(shí)，膜片在彈簧力的作用下向下拱而使閥封鎖，阻斷廢氣再循環(huán)。安裝有EGR閥開度傳感器的EGR閥如圖12-5所示。高溫多氧：中負(fù)荷，2000~4000r/min。數(shù)字信號(hào)反響控制ECU監(jiān)測(cè)〔1〕EGR通斷控制廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的任務(wù)原理EGR率過大，使熄滅速度太慢，熄滅變得不穩(wěn)定，失火率添加，HC添加、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性下降；EGR率過小，NOx排放達(dá)不到法規(guī)要求，易產(chǎn)生爆震，發(fā)動(dòng)機(jī)過熱等景象。因此EGR率必需根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況要求進(jìn)展控制。通常將EGR率控制在10%～20%范圍?！?〕EGR率控制廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的任務(wù)原理廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)問題：過量的廢氣，將使發(fā)動(dòng)機(jī)的熄滅惡化，動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性下降。因此廢氣再循化的量要嚴(yán)厲控制。且在某些特殊工況下，封鎖廢氣再循化。

EGR率=EGR氣體量吸入空氣量+EGR氣體量Χ100%廢氣的引入量稱為廢氣再循化率〔EGR率〕。任務(wù)原理廢氣中含有大量的CO2和水蒸氣等接近于化學(xué)惰性的氣體，將其導(dǎo)入汽缸后稀釋可缸內(nèi)混合氣，氧濃度相應(yīng)降低.從而緩解了猛烈地熄滅反響。CO2不能熄滅但能吸收熱量,使溫度下降.減少NOX的生成.ECU控制的開環(huán)控制EGR系統(tǒng)任務(wù)過程〔3〕EGR的控制戰(zhàn)略綜合思索動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性能冷機(jī)、怠速和小負(fù)荷：NOx低，為了保證正常熄滅，不進(jìn)展EGR。大負(fù)荷、高速：保證動(dòng)力性，同時(shí)混合氣濃，NOx低，不進(jìn)展EGR或減少EGR率。部分負(fù)荷：隨著負(fù)荷添加EGR率允許值也添加廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的任務(wù)原理在以下情況下不進(jìn)展廢氣再循環(huán)〔1〕發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于900r/min或高于3200r/min時(shí)；〔2〕發(fā)動(dòng)機(jī)低溫時(shí)；〔3〕發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)；〔4〕發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)。EGR控制系統(tǒng)的檢修普通檢查怠速時(shí)，拆下EGR閥上的真空軟管，發(fā)動(dòng)機(jī)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(dá)2500r/min以上，同樣拆下此真空軟管，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)明顯升高〔中斷了廢氣再循環(huán)〕。EGR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(shí)，EGR閥應(yīng)能完全封鎖。

丈量電阻值，應(yīng)為33～39Ω。

不通電時(shí)，從通進(jìn)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(shí)，與上述剛好相反。

EGR電磁閥的檢查4.EGR的控制戰(zhàn)略添加EGR率可以使NOx排出物降低，但同時(shí)會(huì)HC排出物和燃油耗費(fèi)添加。因此在各種工況采用的EGR率必需是對(duì)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能的綜合思索。實(shí)驗(yàn)結(jié)果闡明：當(dāng)EGR率小于10%時(shí)，燃油耗費(fèi)量根本上不添加，當(dāng)EGR率大于20%時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)熄滅不穩(wěn)定，任務(wù)粗暴，HC排放物將添加10%。因此通常將EGR率控制在10%～20%范圍內(nèi)較適宜

怠速和低負(fù)荷時(shí)，NOx排放濃度低，為了保證穩(wěn)定熄滅，不進(jìn)展EGR。

只需熱態(tài)下進(jìn)展EGR。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低時(shí)，NOx排放濃度也較低，為了保證正常熄滅，冷機(jī)時(shí)不進(jìn)展EGR。

大負(fù)荷、高速時(shí)，為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)有較好的動(dòng)力性，此時(shí)混合氣較濃，NOx排放生成物較少，可不進(jìn)展EGR或減少EGR率。

廢氣再循環(huán)量對(duì)NOx排放和油耗的影響還遭到空燃比、點(diǎn)火提早角等要素的影響。因此在EGR率進(jìn)展控制時(shí)，同時(shí)對(duì)點(diǎn)火等進(jìn)展綜合控制，就能得到較好的發(fā)動(dòng)機(jī)性能。EGR控制系統(tǒng)中，EGR閥是關(guān)鍵部件。不同的EGR率是經(jīng)過EGR閥的調(diào)理來實(shí)現(xiàn)的。電控發(fā)動(dòng)機(jī)中廣泛采用電子控制EGR閥方法。有的EGR系統(tǒng)將廢氣再循環(huán)電磁閥-N18-與機(jī)械閥合二為一，直接由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元控制。

直線型EGR閥是由ECU控制針閥位置，調(diào)理從排氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管孔口的大小，準(zhǔn)確地控制EGR率。

EGR任務(wù)期間經(jīng)過監(jiān)測(cè)針閥位置反響信號(hào)控制針閥位置。并根據(jù)冷卻水溫度、節(jié)氣門位置和進(jìn)氣流量控制EGR針閥的位置。學(xué)習(xí)小結(jié)1．氮?dú)夂脱鯕庠诟邷叵聲?huì)化合生成NOX。發(fā)動(dòng)機(jī)的熄滅溫度越高，熄滅后產(chǎn)生的NOX就越多。2．廢氣再循環(huán)系統(tǒng)將發(fā)動(dòng)機(jī)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不參與熄滅卻能吸收熱量的特點(diǎn)，降低熄滅溫度，以減少NOX的排放。3．電控廢氣再循環(huán)系統(tǒng)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)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(chǔ)有各種工況下的最正確EGR流量值，通常以EGR電磁閥占空比參數(shù)的方式儲(chǔ)存。發(fā)動(dòng)機(jī)任務(wù)時(shí)，ECM根據(jù)各傳感器信號(hào)，輸出相應(yīng)的占空比脈沖信號(hào)至EGR電磁閥。5．廢氣再循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生缺點(diǎn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)車輛排氣污染添加、發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降、怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定甚至熄火等缺點(diǎn)。6．廢氣再循環(huán)系統(tǒng)常見的缺點(diǎn)有EGR閥損壞、EGR閥位置傳感器任務(wù)不正常、EGR電磁閥及其控制電路任務(wù)不良等。1、功用：在一定工況下，將新穎空氣送入排氣管，促使廢氣中的CO、HC進(jìn)一步氧化，從而降低CO、HC的排放量。二次空氣供應(yīng)系統(tǒng)AS2、組成：二次空氣供應(yīng)系統(tǒng)AS3、任務(wù)原理：ECU控制VSV閥的搭鐵回路。當(dāng)VSV閥不通電時(shí)，封鎖通向AS閥的真空通道，AS閥膜片在彈簧作用下下移，封鎖二次空氣供應(yīng)通道，系統(tǒng)不任務(wù)。當(dāng)ECU給VSV閥通電時(shí)，VSV閥開啟AS閥的真空通道，進(jìn)氣管真空度將膜片吸起，二次空氣進(jìn)入排氣管。二次空氣供應(yīng)系統(tǒng)AS以下情況ECU不給二次空氣電磁閥通電：●電控燃油放射系統(tǒng)進(jìn)入閉環(huán)控制●冷卻液溫度超越規(guī)定范圍●發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷超越規(guī)定值●ECU發(fā)現(xiàn)有缺點(diǎn)二次空氣供應(yīng)系統(tǒng)AS4、檢修：〔1〕檢查AS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(dòng)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。二次空氣供應(yīng)系統(tǒng)AS〔2〕檢查VSV閥：丈量電磁閥電阻值，普通為36-44Ω。拆開VSV閥上的軟管，電磁閥不通電時(shí)，從進(jìn)氣管側(cè)接頭吹入空氣應(yīng)不通，從通大氣的濾網(wǎng)處吹入空氣應(yīng)暢通。