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废气再循环(EGR)电子控制系统 ?ECU 根据发动机的转速、负荷(节

来源:未知作者:admin 更新时间:2019-10-08 21:01
废气再循环(EGR)_工学_高等教育_教育专区。汽车发动机新技术 废气再循环(EGR) 废气再循环(EGR)概述 常规的汽油机采用传统的三效催化转化器和氧传感器 闭环控制, 可燃混合气按化学当量比燃烧, 此时空燃 比A/F= 1 4 . 汽车发动机新技术 废气再循环(EGR

  废气再循环(EGR)_工学_高等教育_教育专区。汽车发动机新技术—— 废气再循环(EGR) 废气再循环(EGR)概述 常规的汽油机采用传统的三效催化转化器和氧传感器 闭环控制, 可燃混合气按化学当量比燃烧, 此时空燃 比A/F= 1 4 .

  汽车发动机新技术—— 废气再循环(EGR) 废气再循环(EGR)概述 常规的汽油机采用传统的三效催化转化器和氧传感器 闭环控制, 可燃混合气按化学当量比燃烧, 此时空燃 比A/F= 1 4 . 7, 过 量空气系数 λ= 1.0,尾气排 放的有 害物 HC、CO和NO在三效 催化转化器中的转化效 率均接近最高。 当采用稀 燃技术,过量空气系数 λ= 1.2,空燃比A/F大于 l 5 时 , 在富氧条件下三效催化剂中的有效组分Pt吸附氧 ,生成稳 定的 P t-O,阻塞了吸附 NO (主要是 NO)的活性 ,使NO 的转 化率低于 l 5%,且随着空燃 比 A/F增大 ,三效催化转化效率 急剧降低。 汽油机实现稀薄燃烧的难题是其排气后处理问题 ,即在 富氧条 件下( 稀燃) NO的净化问题 。 废气再循环(EGR)概述 CO2 ? 降低油耗,提高发动机热效率? 燃烧过程加速,燃烧温度升高? NOX ?氮氧化物排到大气中,碰到强烈的紫外线时,会生成 光化学烟雾。这种光化学烟雾,会造成眼睛疼痛,严重 的话还会呼吸困难。长期呼吸被氮氧化物和黑烟等污染 的空气,也容易带来呼吸器官的疾病和癌症。 废气再循环(EGR)概述 废气再循环(Exhaust Gas Recirculation)是指把 发动机排出的部分废气回送到进气歧管,并与新鲜 混合气一起再次进入气缸。返回汽缸的废气使混合 气稀释,降低了最高燃烧温度, 进而降低NOx排放。 废气再循环是针对引擎排气中有害气体之一的氮氧 化合物 NOx 所设置的排气净化装置。 排气再循环率( EGR 率):进气管与排气管中 CO2 的浓度之比。 废气再循环(EGR)概述 发动机热效率 NOX 废气再循环 (ERG) ?由于废气中含有大量的CO2,而CO2不能燃烧 却吸收大量的热,使气缸中混合气的燃烧温度 降低,从而减少了NOx的生成量。 废气再循环(EGR)概述 但温度高到一个程度,还是会形成氮氧化物的。因此 在化学上,氮是所谓的惰性气体,不容易起氧化作用, 若要降低引擎排气中的氮氧化物含量,就必须设法降 低引擎的燃烧温度。 目前车辆使用的方法就是在进气管中导入一些已经燃 烧过的废气,与新鲜空气混合,使之再次燃烧,作用 为降低混合气的含氧浓度、吸收燃烧释放出的热量, 使燃烧速度减慢、燃烧温度降低,便减少了 NOx 的 生成数量。 废气再循环分类 ?内部排气再循环:在进、 排气门分别由两根 凸轮轴单独操纵的发动机中,通过根据运行工 况调节进、排气凸轮相位的方法可在气门叠 开阶段产生内部排气再循环。 外部排气再循环:一般的发动机要从排气管 引出一部分废气, 通过进气门将这部分废气 混入空气中送回汽缸,此时混入进气系统的 废气是冷的。 废气再循环对汽油机油耗和排放的影响 油耗先降后升 λ =常数( 曲线 ) EGR 率↑ HC排放↑ NOx排放↓ 废气再循环对汽油机油耗和排放的影响 ?排气再循环可使油耗 和 CO 排放最多降低 8% , 但若匹配不当, 也 可能增加达 3% ; ?排气再循环可使 HC 排放增加达 8% ; ?排气再循环可使 NO 最多降低达 40。 废气再循环对汽油机油耗和排放的影响 ?二次空气可降低 HC 和CO 排放,而排气再循环可降低 NOx 排放。如果两者合并使用,则可谓优势互补,使汽油机排放在 三效催化转化器之前就降低 10% ~ 40%。 ?二次空气喷射系统实际上就是一种尾气排放控制实用技术, 用以减少排气中的HC和CO的排放量。它的工作原理是空气泵 将新鲜空气送入发动机排气管内,从而使排气的HC和CO进一 步氧化和燃烧,即把导入的空气中的氧在排气管内与排气中的 HC和CO进一步化合形成水蒸气和二氧化碳,从而降低了排气 中的HC和CO的排放量。 废气再循环(EGR)系统 废气再循环(EGR)电子控制系统 EGR 系统的任务就是使废气的再循环量在每一个 工作点都达到最佳状况,从而使燃烧过程始终处于 最理想的情况,最终保证排放物中的污染成份最低。 由于废气再循环量的改变会对不同的污染成份可能 产生截然相反的影响,因此所谓的最佳状况往往是 一种折衷的,使相关污染物总的排放达到最佳的方 案。比方说,尽管提高废气再循环率对减少氮氧化 物(NOx)的排放有积极的影响, 但同时这也会对 颗粒物和其他污染成份的增加产生消极的影响。 废气再循环(EGR)电子控制系统 ?ECU 根据发动机的转速、负荷(节气门 开度)、温度、进气流量、排气流量,温 度控制电磁阀适时地打开,进气管真空 度经电磁阀进入 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。 ?少部分废气进入气缸参与混合气的燃 烧,降低了燃烧时气缸中的温度,因NOX 是在富氧、高温条件下生成的,故抑制 了NOX 再次生成,从而降低了废气中的 NOX的含量。 ?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,ECU 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,ECU 控制少 部分废气参与再循环, 废气再循环(EGR)电子控制系统 废气再循环的控制策略 ?应根据对排放法规的要求及发动机工况的不同,决定是否采用排 气再循环,并确定排气再循环量的多少。 ?根据工况的不同要求如下: ?( 1)在暖机、 怠速及低负荷工况中,发动机的冷却水温度及燃烧 温度较低,NOx排放浓度也很低,为了不影响燃烧的稳定性,不进行 排气再循环。 ? (2 )随着负荷的增加,排气再循环率应增加到允许的限度,应分 析在降低 NOx 的同时,微粒、HC排放及比燃油耗是否增加,能否 采取其它措施使其它性能指标不恶化,或者恶化程度是能接受的。 ?3 )在高负荷、 高速或节气门全开时,为保证汽油机有良好的动力 性,不进行排气再循环。 废气再循环的控制策略 ?EGR 率显然应当随负荷和转速而改变。特别是随着负 荷的增大,为了发出最大的功率,应使混合气加浓,此时 当然要将 EGR 率减小,直至完全关闭 EGR 阀。 负荷 转速 特性场 EGR 阀的开度 EGR率

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