EGR的功用和工作原理.ppt

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,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。（如下图所示）,单元四 废气再循环(EGR)控制系统,EGR控制系统影片,废气再循环控制系统,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),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。,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,控制方式：ECUEGR电磁阀真空EGR阀部分废气进入进气歧管,（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。,用EGR阀开度作为反馈信号,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阀开度作为反馈控制信号来控制EGR系统，这种控制精度更高。,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.,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,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打开，于是就使EGR阀的真空室与大气相通。,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。,高温多氧：中负荷，20004000r/min。,数字信号,反馈控制,ECU监测,（1）EGR通断控制,废气再循环系统的工作原理,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,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）。,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.从而缓解了激烈地燃烧反应。 CO2不能燃烧但能吸收热量,使温度下降.减少NOX的生成.,ECU控制的开环控制EGR系统工作过程,（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。,部分负荷：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,在下列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。,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。,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,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，燃油消耗量基本上不增加，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%范围内较合适,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。,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馈信号控制针阀位置。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。,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部分废气重新引入气缸，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佳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 。,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,2、组成：,二次空气供给系统AS,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,下列情况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,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,（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