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学习情境5:电控辅助系统检修
:电控EGR系统检修
柴油机与汽油机一样也有大量的NOx生成。废气再循环(EGR)就是通过回引部分废气与新鲜空气共同参与燃烧反应,利用废气中含有大量的惰性气体(CO2、N2、H2O等)具有较高的比热容这一特性,来降低NOx的生成。
柴油机NOx生成的原因是:燃烧过程的平均过量空气系数虽然比较大,但因混合气成分不均匀,局部燃烧温度仍很高,所以生成大量NOx。不过随着柴油机负荷的降低,NOx的排放迅速减小。
一、废气再循环(EGR) 系统工作原理
在汽油机上降低NOx,最主要的方法是通过废气再循环(EGR),而柴油机也可以通过废弃再循环(EGR)来降低NOx排放。废气再循环(EGR)为什么能降低NOx呢?因为NOx的生成条件是高温富氧,而废气的引入,一方面使混合气热容量增大,造成相同量的混合气升高同样温度所需热容量增大,从而降低最高燃烧温度;另一方面,废气对新鲜充量的稀释也相应降低了氧的浓度从而有效的抑制了NOx的生成。
一、废气再循环(EGR) 系统工作原理
根据废气进人气缸是否通过发动机的迸气系统,EGR系统可分为内部EGR系统和外部EGR系统。内部EGR系统通过改变配气正时实现。该系统不需要外加其他设备,结构简单,应用方便,而且可以避免再循环废气对管道的腐蚀,有利于提高系统耐久性。由于是在进气行程内,直接开启排气阀使废气回流,因此难以精确控制EGR率;同时废气未经冷却直接回流,引起混合气温度升高,这一点又有利于NOx的生成。因此内部EGR对NOx的抑制效果并不显著。但是随着控制技术的不断提高,内部EGR因其简单、便利,日益受到青睬。
一、废气再循环(EGR) 系统工作原理
外部EGR利用专门的管道将废气引入进气歧管,使废气与新鲜充量在进入气缸前充分混合。由于外部EGR不但可以通过电控系统精确控制EGR率,优化发动机性能,而且可以在外部系统中通过加装EGR冷却器,有效降低燃烧温度,因此目前较为常用的是外部EGR系统。
一、废气再循环(EGR) 系统工作原理
自然吸气柴油机所用的EGR系统与汽油机类似。由于进排气之间有足够的压力差,EGR的控制比较容易。在现代增压柴油机中,由于涡轮增压器效率的提高,增压器后的进气压力(增压压力),在很多工况下会高于增压器前的排气压力,造成EGR的困难,至少不会获得是够高的EGR率。为此可采用下列措施:
l)如图1a所示,在EGR阀5前,加一个排气脉冲阀6, 利用排气脉冲加大EGR量。
2)用节流阀7对进气进行节流(见图1b),可降低柴油机前的进气压力,可使EGR率大为提高。但显然会增加柴油机的泵气损失,有损燃油经济性。
一、废气再循环(EGR) 系统工作原理
一、废气再循环(EGR) 系统工作原理
图1增压中冷柴油机的EGR系统
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3)在进气系统中,装一个文丘里管8(见图lc),可以提高EGR的有效压差,从而扩大EGR率的可调范围。由于艾丘里管喉口的压降,在喉口下游可得到部分的恢复,压力损失可以减小,调节文丘里管的旁通阀9,可改变EGR的有效压差。
4)用专门的EGR泵11(见图1d)强制进行EGR,当然具有最大的灵活性。但由于EGR泵的流里要求很大,机械驱动泵显然过于庞大昂贵。如图上所示涡轮增压器驱动个外加的EGR泵11是一个实用方案。
一、废气再循环(EGR) 系统工作原理
一、废气再循环(EGR) 系统工作原理
图1增压中冷柴油机的EGR系统
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5)用可变喷嘴增压器VNT(Variable Nozzle Turbocharger)是实现增压柴油机有效EGR的一个新途径。用普通涡轮增压器,实现足够的EGR往往有困难,有试验结宋已表明:用普通的涡轮增压器时,;用可变喷嘴涡轮增压器时,柴油机大负荷时,可以通过减小涡轮喷嘴流通面积来提高排气压力,进而增大大负荷领域的EGR率。
一、废气再循环(EGR) 系统工作原理