ERG工作原理及運(yùn)用
發(fā)動機(jī)的有害排放物是造成大氣污染的一個主要來源，隨著環(huán)境保護(hù)問題的重要性日趨增加，降低發(fā)動機(jī)有害排放物這一目標(biāo)成為當(dāng)今世界上發(fā)動機(jī)發(fā)展的一個重要方向。隨著世界石油制品的消耗量逐年上升，國際油價居高不下，柴油車的經(jīng)濟(jì)性日漸突出,這使得柴油機(jī)在車用動力中占據(jù)著越來越重要的地位。所以開展柴油機(jī)有害排放物控制方法的研究，是從事柴油機(jī)設(shè)計者的首要任務(wù)。本文在這里簡述降低有害排放物的控制技術(shù)中的一種-----廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。
廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(Exhaust Gas Recirculation)簡稱EGR，是將柴油機(jī)產(chǎn)生的廢氣的一小部分再送回氣缸。再循環(huán)廢氣由于具有惰性將會延緩燃燒過程，也就是說燃燒速度將會放慢從而導(dǎo)致燃燒室中的壓力形成過程放慢，這就是氮氧化合物會減少的主要原因。另外，提高廢氣再循環(huán)率會使總的廢氣流量(mass flow) 減少，因此廢氣排放中總的污染物輸出量將會相對減少。EGR系統(tǒng)的任務(wù)就是使廢氣的再循環(huán)量在每一個工作點都達(dá)到最佳狀況，從而使燃燒過程始終處于最理想的情況，最終保證排放物中的污染成份最低。由于廢氣再循環(huán)量的改變會對不同的污染成份可能產(chǎn)生截然相反的影響，因此所謂的最佳狀況往往是一種折衷的，使相關(guān)污染物總的排放達(dá)到最佳的方案。比方說，盡管提高廢氣再循環(huán)率對減少氮氧化物（NOx）的排放有積極的影響, 但同時這也會對顆粒物和其他污染成份的減少產(chǎn)生消極的影響。
增壓中冷柴油機(jī)實現(xiàn)廢氣再循環(huán)一般有兩種方式：一種是將渦輪前的排氣引入中冷器之后，稱為高壓廢氣反向。采用可變截面渦輪增壓器，可以擴(kuò)大廢氣再循環(huán)有效工作范圍，降低氮氧化物（NOX）和微粒（PT），燃油耗也不升高，這可能是將高壓廢氣再循環(huán)系統(tǒng)用于增壓中冷柴油機(jī)的最好方法。另一種是將渦輪后的排氣引入壓氣機(jī)之前，稱為低壓廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，它可有效降低氮氧化物，而廢氣循環(huán)工作范圍較大，與柴油機(jī)匹配能有效地發(fā)揮其功能。
現(xiàn)在我們運(yùn)用得最多的是低壓廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其系統(tǒng)的主要元件是數(shù)控式EGR閥。數(shù)控式EGR閥安裝在右排氣歧管上，作用是獨(dú)立地對再循環(huán)到發(fā)動機(jī)的廢氣量進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，而不管歧管真空度的大小。EGR閥通過3個孔徑遞增的計量孔控制從排氣歧管流回進(jìn)氣歧管的廢氣量，以產(chǎn)生7種不同流量的組合。每個計量孔都由1個電磁閥和針閥組成，當(dāng)電磁閥通電時，電樞便被磁鐵吸向上方，使計量孔開啟。旋轉(zhuǎn)式針閥的特性保證了當(dāng)EGR閥關(guān)閉時，具有良好密封性。EGR閥通常在下列條件下開啟：
1.發(fā)動機(jī)暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.轉(zhuǎn)速超過怠速。
目前采用的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)還有一種類型，日野汽車公司開發(fā)的脈沖式廢氣再循環(huán)系統(tǒng)在柴油機(jī)進(jìn)氣過程中，排氣門稍有提升，使部分高壓廢氣回流到汽缸內(nèi)。排氣門的這個作用是通過修改排氣門凸輪的形狀和將廢氣再循環(huán)系統(tǒng)微升來實現(xiàn)的。在脈沖式廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中，廢氣被重新送回氣缸內(nèi)，因此廢氣的壓力應(yīng)高到足以使氣流反向。要達(dá)到這樣高的壓力只有通過優(yōu)化氣門微升和定時，從而利用廢氣的壓力波才能實現(xiàn)，在該廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中，廢氣壓力“脈沖”被有效利用。
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