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1、学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.1学习情境5：电控辅助系统检修项目5.1：电控EGR系统检修学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.11.EGR系统设置的目的 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
2、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) 系统工作原理学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.11.EGR系统设置的目的 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
3、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) 系统工作原理学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.1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
4、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) 系统工作原理学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.1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) 系统工作原理学习情境55.1
5、电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.12.增压柴油机EGR的实现 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
6、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) 系统工作原理学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.1一、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 l.电控单元， 2.中冷器， 3.柴油机， 4.涡轮增压器， 5.EGR阀， 6.排气脉冲阀，7.进气节流阀。学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.13）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
7、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) 系统工作原理学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.1一、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 l.电控单元， 2.中冷器， 3.柴油机， 4.涡轮增压器，
8、5.EGR阀， 6.排气脉冲阀，7.进气节流阀，8.文丘里管，9.文丘里管旁通阀， 10.EGR冷却器,11.EGR泵 学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.15)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， 只能在部分负荷下获得0.1左右的EGR率；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
9、的EGR率。 一、废气再循环 (EGR) 系统工作原理学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.13.废气再循环排气的冷却 试验证明，把再循环的排气加以冷却，即采用所谓 冷EGR，可使进入缸内的新鲜空气的损失减少，从而 避免了大负荷燃油经济性和排气烟度的恶化。 冷EGR系统布置如图1c、图1d所示。EGR冷却器10可 以用柴油机的冷却水冷却，但是冷却温降有限，最好 是用空气直接冷却。现已成功投产的EGR冷却器，可 在不同工况下，使EGR温度下降50-150，使NOx下降 10%左右。 华泰D4EA共轨柴油机采用了空冷电控EGR
10、系统如图2 所示，华泰RA420共轨柴油机采用了水冷电控EGR系统 如图3所示。一、废气再循环 (EGR) 系统工作原理学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.1一、废气再循环 (EGR) 系统工作原理图2 华泰D4EA共轨柴油机采用了空冷电控EGR系统 空冷管EGR阀学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.1一、废气再循环 (EGR) 系统工作原理图3 华泰RA420共轨柴油机采用了水冷电控EGR系统学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技
11、术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.14.柴油机EGR的控制 （1)控制方式 柴油机的EGR控制比较复杂，尤其是 增压柴油机，一般郡采用电子控制。其控制方式可以 是开环控制，也可以是闭环控制。 1)开环控制。开环控制一般基于脉谱（MPA）的控 制，即通过实验确定典型工况下，达到排放要求的最 佳EGR率。这种方法控制简单，目前应用较为普遍。但 其准确性依赖于各种工况下MPA图的精确制取，同时动 态响应慢。较典型的开环控制为对混合气的成分加以 考虑，根据不同转速、负荷条件，由进气和排气中的 氧气浓度来确定最优的EGR率。一、废气再循环 (EGR) 系统工作原理学习情境55.1电
12、控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.1例如在图1中，电控单元1根据柴油机转速、负荷，以 及进气和排气中的氧气浓度、温度等传感器的输入信号 ，按标定的EGR脉谱对EGR阀5、节流阀7、旁通阀9等执行 机构进行控制。EGR阀5可以是一个真空阀。电控单元1通 过对一个独立真空源产生的真空度加以调制，来控制真 空阀的开度。EGR阀也可以是一个电磁阀，可由电控单元 通过PWM信号直接控制。一、废气再循环 (EGR) 系统工作原理学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.12）闭环控
13、制。闭环控制可以选择基于排气背压的闭 环控制，也可选择基于排气氧气传感器的闭环控制。 基于排气氧气传感器的闭环控制，选取对发动机性能 影响最大的两个参数进气中的氧气浓度和排气中的 氧气浓度加以考虑。基于过量空气系数的EGR控制，是 通过过量空气系数来间接测量NOx的排放量，其受EGR 率的影响大，可作为EGR闭环控制的反馈信号。闭环控 制可以实时根据工况的变化自动调整EGR量，使EGR达 到最佳。因此它比开环控制的效果更好，但其结构也 较为复杂。 一、废气再循环 (EGR) 系统工作原理学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009
14、.1（2)控制时间 汽油发动机在发动机中小负荷时将一 定量的废气引人燃烧室参与燃烧，怠速、全负荷时不起 作用。柴油发动机在发动饥怠速、中小负荷时将一定量 的废气引人燃烧室参与燃烧，全负荷时不起作用。 一、废气再循环 (EGR) 系统工作原理学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.1（1）废气再循环电磁阀与机械阀分开，如图4所示。二、以一汽大众轿车为例，其柴油机EGR系统的结构主要分两类：图4 EGR与机械阀分开 1.发动机控制单元 2.废气再循环阀 3.废气再循环阀（机械） 4.空气流量计 5.废气净化装置学习情境55.1电
15、控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.1（2）废气再循环电磁阀与机械阀合二为一，直接由发动机 ECU控制，如图5所示。图5 EGR与机械阀合并二、以一汽大众轿车为例，其柴油机EGR系统的结构主要分两类：1.发动机控制单元 2.废气再循环阀 3.废气再循环阀（机械） 4.空气流量计 5.废气净化装置学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.1GW2.8TC型共轨柴油机采用了带中冷（水冷却）的废气再 循环（EGR）技术，其近排气系统如图6所示，其系统组 成如图7所示。 二、以一
16、汽大众轿车为例，其柴油机EGR系统的结构主要分两类：图6 GW2.8TC型柴油机的进、排气系统1.空气流量计 2.废气蜗轮增压器 3.排气歧管 4.EGR冷却器 5.EGR阀及真空 执行器 6.进气歧管 7.进气连接软管学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.1二、以一汽大众轿车为例，其柴油机EGR系统的结构主要分两类：图7 GW2.8TC型柴油机EGR系统（a）EGR系统构成简图 学习情境55.1电控EGR系统检修 威海职业学院工业技术系汽车教研室 每天进步一点点每天进步一点点 2009.1图7 GW2.8TC型柴油机EGR系统二、以一汽大众轿车为例，其柴油机EGR系统的结构主要分两类：（b
