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EGR

翁德沃彭:

  • 一般
  • EGR系统的目的
  • Werking
  • 高低压EGR
  • 缺点和可能出现的故障
  • 废气再循环冷却器

整体:
EGR(废气再循环),在某些品牌中也称为“UGR”(废气再循环),其任务是将部分废气返回发动机。 EGR 阀可用于汽油和柴油发动机。 EGR 安装在发动机缸体的排气侧。

一根厚金属管从排气歧管延伸到 EGR 冷却器。 这会冷却温暖的废气(热交换器的作用)。 废气从 EGR 冷却器进入 EGR 阀,该阀将废气与供应的空气混合。 EGR 可以高压(短程)或低压(长程)方式执行。 两种系统都有各自的优点和缺点。 这在高压和低压 EGR 章节中进行了描述(本页进一步介绍)。

EGR阀和管道可以安装在不同的位置,但废气总是尽可能靠近排气歧管排出。 下图显示了发动机缸体上 EGR 组件的安装位置。

由于EGR阀需要在多个位置打开或完全关闭,因此使用一个 步进电机 操作阀门。

EGR系统的目的:
通过向发动机进气道中的新鲜空气中添加少量废气,燃烧所需的氧气含量会减少。 较低的氧比会导致“较差”的燃烧。 燃烧速度和燃烧温度降低。 燃烧气体的较低温度降低了氮氧化物含量(NOx)。 这使得废气更清洁,有利于环保要求。

在较旧的发动机中,EGR 阀在发动机冷时关闭。 在新发动机上,当发动机冷时阀门也会打开,以便温暖的废气有助于预热发动机。 EGR 在加速、减速和怠速时不起作用。 在部分负载下,操作得到充分利用。

手术:
计算机根据以下数据控制可能返回发动机的废气量:

  • 发动机负载(EGR 仅在部分负载下工作;在满负载下阀门关闭)。
  • 发动机转速(如果转速太低或太高,阀门关闭)。
  • 入口空气温度。

计算机利用这些数据来控制电磁阀以一定的占空比。 如果差异很小,则真空转换器的控制方式不会激活 EGR 阀。 在此静止位置,电磁阀将外部气压传输至 EGR 阀。 然而,如果吸入的空气量大于所需的空气量,则以这样的方式控制电磁阀,使得来自真空泵的真空也施加到EGR阀。 电磁阀调节从真空泵到EGR阀的真空度。 这导致 EGR 阀打开得足够远,使得所需空气和吸入空气之间的差异始终很小。

高低压EGR:
废气再循环系统可分为高压EGR和低压EGR两个系统。 不同之处在于废气从排气管中分出的位置。 两种系统的操作、优点和缺点描述如下。

高压EGR(短程):
废气已经在涡轮之前返回到发动机。 排气歧管和涡轮之间有一根EGR管。 该管道上常设有冷却器,以降低废气温度。 EGR 阀位于该管线的末端。 当 EGR 阀打开时,管路中的废气与从中冷器供应到发动机进气口的进气混合。

高压EGR的优点:

  • EGR 可以非常快速地适应发动机的动态状况。
  • 在冷启动期间,EGR 将有助于尽快提高燃烧室的温度(欧 III 代及后续柴油发动机的标准)。

缺点:

  • 由于烟灰形成而导致进气道受到污染。
  • 与使用低压 EGR 时相比,废气必须得到更多冷却。
  • 废气流没有充分利用来驱动涡轮机的涡轮; 部分气体在涡轮之前已经被抽出。
高压废气再循环

低压EGR(长航线):
废气仅在颗粒过滤器之后返回发动机进气口。 通常EGR阀的出口连接到压缩机的入口(如图所示),但有时也连接在中冷器和进气歧管之间。 缺点是返回的废气压力和速度太低。 为了解决这个问题,在排气管中(EGR 分支之后)安装了一个额外的阀门。 当这个额外的阀门关闭时,涡轮和阀门之间的压力就会增加。 由于压力增加,废气将通过分支引导至 EGR 阀。

低压EGR的优点:

  • 所有的废气都已经被涡轮机的涡轮所利用
  • 由于高压 EGR,废气温度较低(不使用 EGR 冷却器)。
  • EGR气体更清洁,因为除其他外,颗粒过滤器已经进行了废气后处理,因此减少了因碳烟形成而造成的发动机污染。

缺点:

  • 将废气添加到进气中(根据动态发动机状况)的速度较慢,因为 EGR 必须行进更长的距离。
  • EGR阀距离进气门较远。
低压EGR

缺点和可能出现的故障:
EGR阀不会提高发动机的性能。 使用EGR阀会降低性能并增加消耗。 内部污染也会急剧增加(见图)。 污垢会粘在所有东西上,这样也会污染发动机的进气歧管和进气门。 尤其是在平静的驾驶方式下,这些污染物会残留在发动机中。

EGR的唯一优点是废气更清洁; 氮氧化物排放量正在减少。 对于较旧的柴油发动机,可以使用关闭板轻松关闭 EGR 阀。 新车制造商使用传感器和其他方法来确保不再可能关闭 EGR 或误导它,因为压力是在管道的各个位置测量的。 这就是为什么新款汽车还需要对发动机管理系统进行软件调整。 这通常是用于芯片调谐的新软件的一部分。

EGR 阀可能会在不受控制时无意中保持打开状态。 过多的废气被输送至发动机。 通过阅读设备,我们可以通过以下方式识别这一点:

  • 由于废气而导致(永久)高进气温度(请参阅有关 温度传感器);
  • 空气质量计的值太低:进入的空气中很大一部分是来自 EGR 的空气,而不是来自空气过滤器的空气。

EGR冷却器:
部分负荷时(高速公路恒温)废气温度约为300度,满负荷时超过700度。 然而,供应到进气口的空气越冷,发动机的性能就越好。 冷空气含有更多的氧气。 温暖的空气膨胀得更多,因此含有更少的氧气。 尽管如此,温暖的废气仍被送回发动机。
EGR 阀和发动机进气口之间通常有一个 EGR 冷却器。 它起到热交换器的作用。 冷却液流经 EGR 冷却器(在固定通道中,因此不会与废气直接接触)。 冷却剂吸收废气中的热量。 冷却剂变热,废气随后冷却。 EGR冷却器尽可能降低温度,最好在100度左右。

关于这种热交换技术的更多信息可以在本章中找到 热交换器.

EGR 冷却器。 1:冷却元件 2:通往发动机的管道 3:排气侧的管道(废气涡轮)

除了EGR外,汽油发动机还使用EGR 二次空气泵 用于废气后处理并用于柴油发动机 SCR(选择性催化还原) 催化剂与 AdBlue的应用加药系统。