EGR的功用和工作原理

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,本节课学习的主要内容,1.了解废气再循环技术，掌握废气再循环的概念,2.掌握废气再循环的作用，理解废气再循环的原理,3.掌握废气再循环的分类和组成,单元四 废气再循环,(,EGR,),控制系统,1,NOX是空气中的氮气与氧气在高温、高压条件下形成的，发动机排出的NOX量主要与气缸内的最高温度有关，气缸内最高温度越高，排出的NOX量越多。（如以下图所示）,单元四 废气再循环,(,EGR,),控制系统,EGR控制系统影片,2,废气再循环控制系统,3,废气再循环系统的作用,排气废气,进气管、汽缸,阀,ECU,NOX,一定条件,EGR控制系统的功能：,将适量的废气引入气缸内参加燃烧，从而降低气缸内的最高温度，以减少NOX的排放量。,为了保证发动机正常工作和性能不受过多影响，必须根据发动机工况的变化，控制废气再循环量。,(,作用：降低尾气中的NOx 含量),4,废气再循化的控制方式,（1）机械式,利用进气歧管真空度与排气压力控制EGR阀的开启及开启程度。控制精度低，现在很少采用。,（2）电子控制式,电子控制器根据发动机工况，通过电磁阀EGR阀的开度，实现EGR率的控制。,类型：,开环控制EGR系统和闭环控制EGR系统。,5,1、由负荷控制的EGR系统,2、由水温和负荷控制的EGR系统,（1）机械式,6,控制方式：ECUEGR电磁阀真空EGR阀局部废气进入进气歧管,（2）电子控制式,ECU控制的开环控制EGR系统,组成：,EGR,阀、,EGR,电磁阀等,ECU,根据,发动机冷却液温度、节气门开度、转速和起动,等信号来控制,EGR,电磁阀的通电或断电。,7,用EGR阀开度作为反应信号,EGR阀开度传感器,工作原理与电位计式节气门位置传感器相同,闭环控制EGR系统,检测实际的EGR率或EGR阀开度作为反应控制信号来控制EGR系统，这种控制精度更高。,8,废气再循环控制的了类型,依据控制方式的不同，,EGR,阀分为,真空动作,EGR,阀,、,排气背压,EGR,阀,、,电控,EGR,阀,。,1.,真空控制的,EGR,系统：,真空控制阀,VCV,、,真空电磁阀,VSV,、,EGR,阀位置传感器,、,EGR,阀,等,.,9,1、发动机控制单元,2、废气再循环阀（电磁）,3、废气再循环阀（机械）,4、空气流量计,5、尾气净化装置,发动机,中小负荷,时将一定量的废气引入燃烧室参与燃烧，怠速、全负荷时不起作用。,真空控制的EGR系统的组成,10,1.EGR电磁阀,EGR电磁阀有三个通气口（如右图），EGR电磁阀不通电时，弹簧将阀体向上压紧，通大气阀口被关闭。这时EGR电磁阀使进气歧管与EGR阀真空室相通；当EGR电磁阀线圈通电时，产生的电磁力使阀体下移，阀体下端将通进气歧管的真空通道关闭，而上端的通大气阀口翻开，于是就使EGR阀的真空室与大气相通。,11,2.EGR阀,EGR阀膜片的一边(下部)通大气，装有弹簧的另一边为真空室，其真空度由EGR电磁阀控制。增大真空室的真空度，使膜片克服弹簧力上拱，阀的开度就增大，废气再循环流量也就增加。当上部失去真空度时，膜片在弹簧力的作用下向下拱而使阀关闭，阻断废气再循环。,安装有EGR阀开度传感器的EGR阀如图12-5所示。,12,高温多氧：中负荷，20004000r/min。,数字信号,反应控制,ECU监测,（1）EGR通断控制,废气再循环系统的工作原理,13,EGR率过大，使燃烧速度太慢，燃烧变得不稳定，失火率增加，HC增加、动力性、经济性下降；,EGR率过小，NOx排放达不到法规要求，易产生爆震，发动机过热等现象。,因此EGR率必须根据发动机工况要求进行控制。通常将EGR率控制在10%20%范围。,（2）EGR率控制,废气再循环系统的工作原理,14,废气再循环控制系统,问题：,过量的废气，将使发动机的燃烧恶化，动力性、经济性下降。因此废气再循化的量要严格控制。且在某些特殊工况下，关闭废气再循化。,EGR率=,EGR气体量,吸入空气量+EGR气体量,100%,废气的引入量称为废气再循化率（EGR率）。,15,工作原理,废气中含有大量的CO2和水蒸气等接近于化学惰性的气体，将其导入汽缸后稀释可缸内混合气，氧浓度相应降低.从而缓解了剧烈地燃烧反应。,CO2不能燃烧但能吸收热量,使温度下降.减少NOX的生成.,16,ECU控制的开环控制EGR系统工作过程,17,（3）EGR的控制策略,综合考虑动力性、经济性、排放性能,冷机、怠速和小负荷：NOx低，为了保证正常燃烧，不进行EGR。,大负荷、高速：保证动力性，同时混合气浓，NOx低，不进行EGR或减少EGR率。,局部负荷：随着负荷增加EGR率允许值也增加,废气再循环系统的工作原理,18,在以下情况下不进行废气再循环,（1）发动机转速低于900r/min或高于3200r/min时；,（2）发动机低温时；,（3）发动机怠速时；,（4）发动机起动时。,19,EGR控制系统的检修,一般检查,怠速时，拆下EGR阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空管口应无吸力；转速达2500r/min以上，同样拆下此真空软管，发动机转速应明显升高（中断了废气再循环）。,EGR阀的检查,给EGR阀施加15kPa的真空，EGR阀应能开启；不施加真空时，EGR阀应能完全关闭。,20,测量电阻值，应为3339。不通电时，从通进气管侧接头吹入空气应畅通，从通大气的滤网处吹入空气应不通。通电时，与上述刚好相反。,EGR电磁阀的检查,21,4.EGR的控制策略,增加EGR率可以使NOx排出物降低，但同时会HC排出物和燃油消耗增加。因此在各种工况采用的EGR率必须是对动力性、经济性和排放性能的综合考虑。,试验结果说明：当EGR率小于10%时，燃油消耗量根本上不增加，当EGR率大于20%时，发动机燃烧不稳定，工作粗暴，HC排放物将增加10%。因此通常将EGR率控制在10%20%范围内较适宜,22,怠速和低负荷时，NOx排放浓度低，为了保证稳定燃烧，不进行EGR。只有热态下进行EGR。发动机温度低时，NOx排放浓度也较低，为了保证正常燃烧，冷机时不进行EGR。大负荷、高速时，为了保证发动机有较好的动力性，此时混合气较浓，NOx排放生成物较少，可不进行EGR或减少EGR率。废气再循环量对NOx排放和油耗的影响还受到空燃比、点火提前角等因素的影响。因此在EGR率进行控制时，同时对点火等进行综合控制，就能得到较好的发动机性能。,23,EGR控制系统中，EGR阀是关键部件。不同的EGR率是通过EGR阀的调节来实现的。电控发动机中广泛采用电子控制EGR阀方法。有的EGR系统将废气再循环电磁阀-N18-与 机械阀合二为一，直接由发动机控制单元控制。直线型EGR阀是由ECU控制针阀位置，调节从排气进入进气歧管孔口的大小，精确地控制EGR率。EGR工作期间通过监测针阀位置反应信号控制针阀位置。并根据冷却水温度、节气门位置和进气流量控制EGR针阀的位置。,24,学习小结,1氮气和氧气在高温下会化合生成NOX。发动机的燃烧温度越高，燃烧后产生的NOX就越多。,2废气再循环系统将发动机排出的局部废气重新引入气缸，利用废气中所含有大量的CO2不参与燃烧却能吸收热量的特点，降低燃烧温度，以减少NOX的排放。,3电控废气再循环系统主要由发动机控制模块、相关传感器和EGR电磁阀和膜片式EGR阀等组成。,4在ROM中存储有各种工况下的最正确EGR流量值，通常以EGR电磁阀占空比参数的方式储存。发动机工作时，ECM根据各传感器信号，输出相应的占空比脉冲信号至EGR电磁阀。,5废气再循环系统产生故障时，会出现车辆排气污染增加、发动机功率下降、怠速运转不稳定甚至熄火等故障。,6废气再循环系统常见的故障有EGR阀损坏、EGR阀位置传感器工作不正常、EGR电磁阀及其控制电路工作不良等。,25,1、功用：,在一定工况下，将新鲜空气送入排气管，促使废气中的CO、HC进一步氧化，从而降低CO、HC的排放量。,二次空气供给系统AS,26,2、组成：,二次空气供给系统AS,27,3、工作原理：,ECU控制VSV阀的搭铁回路。,当VSV阀不通电时，关闭通向AS阀的真空通道，AS阀膜片在弹簧作用下下移，关闭二次空气供给通道，系统不工作。,当ECU给VSV阀通电时，VSV阀开启AS阀的真空通道，进气管真空度将膜片吸起，二次空气进入排气管。,二次空气供给系统AS,28,以下情况ECU不给二次空气电磁阀通电：,电控燃油喷射系统进入闭环控制,冷却液温度超过规定范围,发动机转速和负荷超过规定值,ECU发现有故障,二次空气供给系统AS,29,4、检修：,（1）检查AS阀：,拆下AS阀，从空滤器侧软管接头吹入空气应不漏气；用手动真空泵从真空管接头施加20kPa的真空度，从空滤器侧软管接头吹入空气应畅通，从排气管接头吹入空气应不漏气。,二次空气供给系统AS,30,（2）检查VSV阀：,测量电磁阀电阻值，一般为36-44,。,拆开VSV阀上的软管，电磁阀不通电时，从进气管侧接头吹入空气应不通，从通大气的滤网处吹入空气应畅通。,当给电磁阀接通蓄电池电压时，吹气通畅情况与上述相反。,二次空气供给系统AS,31,（3）整体检查：,从空滤器上拆下二次空气供给软管，用手指盖住软管口检查：,发动机温度在18-63范围内怠速运转时，有真空吸力；,发动机温度在63以上，起动后70s内应有真空吸力，起动70s后应无真空吸力；,发动机转速从4000r/min急减速时，应有真空吸力。,二次空气供给系统AS,32,