廢氣再循環(huán)(EGR)PPT課件

.,汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)新技術(shù)廢氣再循環(huán)（EGR）,.,常規(guī)的汽油機(jī)采用傳統(tǒng)的三效催化轉(zhuǎn)化器和氧傳感器閉環(huán)控制，可燃混合氣按化學(xué)當(dāng)量比燃燒，此時(shí)空燃比AF=14.7，過(guò)量空氣系數(shù)=1.0，尾氣排放的有害物HC、CO和NO在三效催化轉(zhuǎn)化器中的轉(zhuǎn)化效率均接近最高。當(dāng)采用稀燃技術(shù)，過(guò)量空氣系數(shù)=1.2，空燃比AF大于l5時(shí)，在富氧條件下三效催化劑中的有效組分Pt吸附氧，生成穩(wěn)定的Pt-O，阻塞了吸附NO(主要是NO)的活性，使NO的轉(zhuǎn)化率低于l5，且隨著空燃比AF增大，三效催化轉(zhuǎn)化效率急劇降低。汽油機(jī)實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒的難題是其排氣后處理問(wèn)題，即在富氧條件下(稀燃)NO的凈化問(wèn)題。,廢氣再循環(huán)（EGR）概述,.,CO2降低油耗，提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率燃燒過(guò)程加速，燃燒溫度升高NOX,氮氧化物排到大氣中，碰到強(qiáng)烈的紫外線時(shí)，會(huì)生成光化學(xué)煙霧。這種光化學(xué)煙霧，會(huì)造成眼睛疼痛，嚴(yán)重的話還會(huì)呼吸困難。長(zhǎng)期呼吸被氮氧化物和黑煙等污染的空氣，也容易帶來(lái)呼吸器官的疾病和癌癥。,廢氣再循環(huán)（EGR）概述,.,廢氣再循環(huán)(ExhaustGasRecirculation)是指把發(fā)動(dòng)機(jī)排出的部分廢氣回送到進(jìn)氣歧管，并與新鮮混合氣一起再次進(jìn)入氣缸。返回汽缸的廢氣使混合氣稀釋,降低了最高燃燒溫度,進(jìn)而降低NOx排放。廢氣再循環(huán)是針對(duì)引擎排氣中有害氣體之一的氮氧化合物NOx所設(shè)置的排氣凈化裝置。排氣再循環(huán)率(EGR率)：進(jìn)氣管與排氣管中CO2的濃度之比。,廢氣再循環(huán)（EGR）概述,.,廢氣再循環(huán)（EGR）概述,發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率NOX,廢氣再循環(huán)（ERG）,由于廢氣中含有大量的CO2，而CO2不能燃燒卻吸收大量的熱，使氣缸中混合氣的燃燒溫度降低，從而減少了NOx的生成量。,.,在化學(xué)上，氮是所謂的惰性氣體，不容易起氧化作用，但溫度高到一個(gè)程度，還是會(huì)形成氮氧化物的。因此若要降低引擎排氣中的氮氧化物含量，就必須設(shè)法降低引擎的燃燒溫度。目前車(chē)輛使用的方法就是在進(jìn)氣管中導(dǎo)入一些已經(jīng)燃燒過(guò)的廢氣，與新鮮空氣混合，使之再次燃燒，作用為降低混合氣的含氧濃度、吸收燃燒釋放出的熱量，使燃燒速度減慢、燃燒溫度降低，便減少了NOx的生成數(shù)量。,廢氣再循環(huán)（EGR）概述,.,內(nèi)部排氣再循環(huán)：在進(jìn)、排氣門(mén)分別由兩根凸輪軸單獨(dú)操縱的發(fā)動(dòng)機(jī)中,通過(guò)根據(jù)運(yùn)行工況調(diào)節(jié)進(jìn)、排氣凸輪相位的方法可在氣門(mén)疊開(kāi)階段產(chǎn)生內(nèi)部排氣再循環(huán)。外部排氣再循環(huán)：一般的發(fā)動(dòng)機(jī)要從排氣管引出一部分廢氣,通過(guò)進(jìn)氣門(mén)將這部分廢氣混入空氣中送回汽缸，此時(shí)混入進(jìn)氣系統(tǒng)的廢氣是冷的。,廢氣再循環(huán)分類(lèi),.,=常數(shù)(曲線2),EGR率,油耗先降后升,HC排放,NOx排放,廢氣再循環(huán)對(duì)汽油機(jī)油耗和排放的影響,.,排氣再循環(huán)可使油耗和CO排放最多降低8%,但若匹配不當(dāng),也可能增加達(dá)3%;排氣再循環(huán)可使HC排放增加達(dá)8%;排氣再循環(huán)可使NO最多降低達(dá)40。,廢氣再循環(huán)對(duì)汽油機(jī)油耗和排放的影響,.,廢氣再循環(huán)對(duì)汽油機(jī)油耗和排放的影響,二次空氣可降低HC和CO排放，而排氣再循環(huán)可降低NOx排放。如果兩者合并使用，則可謂優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，使汽油機(jī)排放在三效催化轉(zhuǎn)化器之前就降低10%40%。二次空氣噴射系統(tǒng)實(shí)際上就是一種尾氣排放控制實(shí)用技術(shù)，用以減少排氣中的HC和CO的排放量。它的工作原理是空氣泵將新鮮空氣送入發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管內(nèi)，從而使排氣的HC和CO進(jìn)一步氧化和燃燒，即把導(dǎo)入的空氣中的氧在排氣管內(nèi)與排氣中的HC和CO進(jìn)一步化合形成水蒸氣和二氧化碳，從而降低了排氣中的HC和CO的排放量。,.,廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng),.,EGR系統(tǒng)的任務(wù)就是使廢氣的再循環(huán)量在每一個(gè)工作點(diǎn)都達(dá)到最佳狀況，從而使燃燒過(guò)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(huì)對(duì)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(shuō)，盡管提高廢氣再循環(huán)率對(duì)減少氮氧化物（NOx）的排放有積極的影響,但同時(shí)這也會(huì)對(duì)顆粒物和其他污染成份的增加產(chǎn)生消極的影響。,廢氣再循環(huán)（EGR）電子控制系統(tǒng),.,廢氣再循環(huán)（EGR）電子控制系統(tǒng),ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷(節(jié)氣門(mén)開(kāi)度)、溫度、進(jìn)氣流量、排氣流量，溫度控制電磁閥適時(shí)地打開(kāi)，進(jìn)氣管真空度經(jīng)電磁閥進(jìn)入EGR閥真空膜室，膜片拉桿將EGR閥門(mén)打開(kāi)，排氣中的少部分廢氣經(jīng)EGR閥進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)，與混合氣混合后進(jìn)入氣缸參與燃燒。少部分廢氣進(jìn)入氣缸參與混合氣的燃燒，降低了燃燒時(shí)氣缸中的溫度，因NOX是在富氧、高溫條件下生成的，故抑制了NOX再次生成，從而降低了廢氣中的NOX的含量。過(guò)度的廢氣參與再循環(huán)，將會(huì)影響混合氣的著火、性能，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速、低速、小負(fù)荷及冷機(jī)時(shí)，再循環(huán)的廢氣會(huì)明顯地影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。所以，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速、低速、小負(fù)荷及冷機(jī)時(shí)，ECU控制廢氣不參與再循環(huán)，避免發(fā)動(dòng)機(jī)性能受到影響；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)超過(guò)一定的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷及達(dá)到一定的溫度時(shí)，ECU控制少部分廢氣參與再循環(huán)，,.,廢氣再循環(huán)（EGR）電子控制系統(tǒng),.,應(yīng)根據(jù)對(duì)排放法規(guī)的要求及發(fā)動(dòng)機(jī)工況的不同，決定是否采用排氣再循環(huán)，并確定排氣再循環(huán)量的多少。根據(jù)工況的不同要求如下:(1)在暖機(jī)、怠速及低負(fù)荷工況中，發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫度及燃燒溫度較低，NOx排放濃度也很低，為了不影響燃燒的穩(wěn)定性,不進(jìn)行排氣再循環(huán)。(2)隨著負(fù)荷的增加，排氣再循環(huán)率應(yīng)增加到允許的限度，應(yīng)分析在降低NOx的同時(shí)，微粒、HC排放及比燃油耗是否增加，能否采取其它措施使其它性能指標(biāo)不惡化，或者惡化程度是能接受的。3)在高負(fù)荷、高速或節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)，為保證汽油機(jī)有良好的動(dòng)力性，不進(jìn)行排氣再