EGR系統介紹

丁行海 張英華

關鍵詞：廢氣再循環;排放系統;NOx

1什么是EGR系統

廢氣再循環系統（ExhaustGasRecirculation），簡稱EGR系統，它是可燃混合氣在燃燒后將排出廢氣的一部分導入進氣側與吸入的新鮮空氣相混合，使其再度參與燃燒的系統。該系統通過改變EGR閥的開度，調整導入進氣管中廢氣的數量，其作用是降低燃燒峰值溫度和壓力，從而降低排氣中NOX的含量，系統示意圖見圖1。

2工作原理

EGR系統的任務是使廢氣再循環量在發動機每一個工況都達到最佳狀況，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分（尤其是NOX）最低。所以，EGR系統并不是在發動機所有的工況下工作。

2.1EGR率

發動機的不同工況，對引入廢氣的數量要求不同。為了使EGR系統能更有效地發揮作用，必須對參加再循環的廢氣數量加以限制。一般用廢氣再循化率（EGR率）衡量參加再循環的廢氣數量，EGR率計算公式如下：

2.2EGR系統控制策略

在起動、暖機、怠速及其他低負荷工況中，發動機的冷卻液溫度和燃燒溫度較低，NOX排放濃度低，EGR系統不工作。

中負荷工況中，NOX排放濃度高。EGR系統工作，EGR率一般在10%～20%。EGR率太大會導致敲缸、冒黑煙、動力不足、怠速不穩、喘車等故障。

大負荷工況中，NOX生成較少，EGR率降低，這是為了保證發動機有較好的動力性。

3類型

EGR系統根據其主要特點可以從不同的角度進行分類。

（1）按照EGR系統中EGR閥是否有電子控制，分為純機械控制式和電子控制式。

純機械控制式EGR閥是利用進氣歧管真空度與排氣壓力的壓力差控制，控制精度低，現在很少應用。

電子控制式的EGR閥分為兩種：真空驅動型的EGR系統和電驅動型的EGR系統。這兩種技術路線應用較為廣泛。

（2）按照EGR系統中EGR閥所處位置的排氣壓力和溫度不同，分為高壓EGR閥和低壓EGR閥。

在國Ⅵ排放標準的車輛中，有些是配置雙EGR閥的。在國Ⅳ國Ⅴ排放標準中的EGR閥被稱為高壓EGR閥，顆粒捕捉器（DPF）后端的EGR閥被稱為低壓EGR閥。有些材料把這兩個閥稱作高低溫EGR閥。

（3）從結構上劃分，有內部EGR和外部EGR兩種系統，區別在于廢氣是否通過進氣系統進入氣缸。

內部EGR技術，結構簡單，一般通過改變配氣相位實現，常見的方法是提高氣缸內的殘余廢氣系數。該技術應用效果較差，一般不采用。

外部EGR技術，是在排氣系統上接入廢氣再循環管路，將廢氣引出再導入到進氣系統中，讓廢氣在進入氣缸之前與新鮮空氣充分混合。外部EGR系統和內部EGR系統相比，結構上雖然復雜，但可以實現對廢氣的諸多參數的精確控制，技術路線多，應用較為廣泛。

（4）按照EGR系統中參與循環廢氣是否得到冷卻，有冷EGR和熱EGR兩種系統。

冷EGR系統，雖然增加了散熱器的負擔，但是能有效降低NOX排放，采用的較多。

熱EGR系統，會出現進氣溫度增加，實際進氣量減少;同時NOX排放減少效果不明顯。雖然結構簡單，但是采用的較少。

4常見系統簡介

目前在發動機上應用較多的EGR系統，一般是帶有冷卻裝置的電控外部EGR系統。

4.1真空驅動型的EGR系統

真空驅動型的EGR系統中，EGR閥在真空負壓的吸力作用下開啟。EGR閥上方的真空驅動膜片動作，由膜片拉桿帶動閥移動，以控制廢氣再循環，廢氣再循環量取決于EGR閥的開度、排氣管壓力和進氣管真空度。真空驅動型的EGR系統根據真空源的控制方式，分為電磁閥真空控制、溫控閥控制、負壓調節器控制等幾種。

圖2為電磁閥真空控制的真空驅動型EGR系統布置圖。EGR升程傳感器（又稱位置傳感器）向ECU反饋當前的EGR閥開度，ECU根據開度計算出當前的EGR率，從而控制真空調節電磁閥的占空比，進而控制膜片上方的真空度。

真空驅動型的EGR系統分為帶升程傳感器和不帶升程傳感器，帶升程傳感器的EGR閥為五線式，不帶升程傳感器的EGR閥為兩線式。

4.2電驅動型EGR系統

電驅動型EGR系統利用步進電機、流量閥、占空比控制型電磁閥直接控制廢氣再循環量。該系統控制精度高、響應速度快。EGR閥一般分為步進電機控制、流量閥控制、電磁閥控制等幾種形式，其中步進電機控制型較為常見。電驅動型EGR系統布置圖，見圖3。

電驅動型EGR系統的EGR閥一般為五線式，如朝柴EDC17CV54配EGR系統，其針腳定義，如圖4和表1所示。

5總結

隨著國家對環保要求的提高和排放法規的完善，EGR系統在車輛中的應用越來越多。為延長該系統的使用壽命，使用者務必嚴格按照車輛保養要求定期保養，尤其是進排氣系統的保養。當出現疑似廢氣再循環系統故障時，應根據系統類型和結構，采用由簡單到復雜的步驟，逐步排除故障。