《柴油發(fā)動(dòng)機(jī)EGR技術(shù)分析1900字》

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)EGR技術(shù)分析綜述1.1EGR技術(shù)的概述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過程中的有害物質(zhì)排放，是空氣污染的主要來源之一，隨著人類對環(huán)境保護(hù)問題的高度重視，為了減少發(fā)動(dòng)機(jī)有害物質(zhì)的排放已成為當(dāng)今世界發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要方向。而EGR技術(shù)具有高的熱效率，它可以降低廢氣污染物的排放，以及它的經(jīng)濟(jì)性能良好等優(yōu)點(diǎn)，在發(fā)動(dòng)機(jī)上得到較為廣泛的應(yīng)用。EGR技術(shù)首先是在車用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的，后來才開始運(yùn)用于工業(yè)和船舶柴油機(jī)上，它對氮氧化物的減排是有一定效果的。廢氣再循環(huán)（EGR）技術(shù)的原理是把一些廢氣輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)里面，這個(gè)過程使得系統(tǒng)中的惰性氣體得到增加了。因?yàn)檫@些惰性氣體的比熱容相對較高，混合物被廢氣稀釋以后，它的比熱容也得到了增加。同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒溫度還降低了許多，使得氣缸內(nèi)氧氣的含量下降了，并且還降低了氮氧化物的產(chǎn)生。對于美國和歐洲一些發(fā)達(dá)的國家而言，EGR技術(shù)在柴油機(jī)與汽油機(jī)上的應(yīng)用，還有一些工業(yè)領(lǐng)域上的應(yīng)用較為成熟。當(dāng)EGR技術(shù)將與電控高壓噴射技術(shù)，還有微粒捕捉技術(shù)和進(jìn)氣歧管技術(shù)它們集中在一起時(shí)，有害物的排放將有所降低。當(dāng)EGR技術(shù)在渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用時(shí)，在這方面的技術(shù)還不是很成熟，需要工程師們對這個(gè)技術(shù)繼續(xù)的進(jìn)行研究。大型的柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)往往是在高負(fù)荷的環(huán)境下進(jìn)行工作的，因?yàn)樗墓ぷ鳝h(huán)境比較惡劣，所以EGR技術(shù)想要在大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用還是要克服一些技術(shù)上的難題。現(xiàn)在主要研究的是EGR技術(shù)如何在大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用，使它與發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)匹配的效果達(dá)到最佳。在不改變發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率和經(jīng)濟(jì)性的前提下，盡可能提高EGR的循環(huán)率，EGR技術(shù)具有減排潛力，因此當(dāng)今社會(huì)有必要對EGR技術(shù)機(jī)進(jìn)行研究。如圖3-1所示EGR的發(fā)展進(jìn)程。柴油機(jī)EGR系統(tǒng)汽油機(jī)EGR系統(tǒng)EGR柴油機(jī)EGR系統(tǒng)汽油機(jī)EGR系統(tǒng)EGR理論研究電控EGR系有冷卻系統(tǒng)循環(huán)純氣動(dòng)無冷卻循環(huán)電控EGR系有冷卻系統(tǒng)循環(huán)純氣動(dòng)無冷卻循環(huán)點(diǎn)磁式氣電式點(diǎn)磁式氣電式與發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化匹配與發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化匹配增壓柴油機(jī)EGR增壓柴油機(jī)EGR系統(tǒng)EGR完善研究EGR完善研究精確控制EGR提高E精確控制EGR提高EGR循環(huán)圖3-1EGR發(fā)展進(jìn)程1.2EGR技術(shù)的工作原理在EGR系統(tǒng)中，它的功能是排出部分廢氣，再進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)里面。它有兩個(gè)循環(huán)，分別是內(nèi)部循環(huán)和外部循環(huán)。內(nèi)部

EGR

的廢氣在缸內(nèi)進(jìn)行的循環(huán)

，通過調(diào)節(jié)氣門重疊角

，可以得到不同時(shí)期的EGR

比例

；而外部

EGR

的廢氣是來自排氣管

路中的，廢氣在通過冷卻器和進(jìn)氣管后再重新回到氣缸中

，進(jìn)入氣缸中的量可以通過調(diào)整排氣背壓和EGR的閥來調(diào)節(jié)[3]。其工作原理是：EGR閥主要通過3個(gè)孔徑遞增的計(jì)量孔控制從排氣歧管流回進(jìn)氣歧管的廢氣量，可以產(chǎn)生多種不一樣流量的組合[4]。它的每個(gè)計(jì)量孔都是由1個(gè)電磁閥和針閥組成，當(dāng)電磁閥接通電源的時(shí)候，磁鐵會(huì)把電樞吸到上面去，使得計(jì)量孔呈現(xiàn)開啟的狀態(tài)。EGR閥往往會(huì)在下列情況下啟動(dòng)：比如需要發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，還有轉(zhuǎn)速超過怠速時(shí)。ECM根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫傳感器、節(jié)氣門位置傳感器和空氣流量傳感器來控制EGR系統(tǒng)。1-增壓器2-中冷器3-節(jié)流閥4-發(fā)動(dòng)機(jī)5-EGR冷卻器6-EGR閥7-ECU圖3-2-1EGR系統(tǒng)組成圖在EGR系統(tǒng)中可以分為三種類型：一種是電氣控制型，另一種是機(jī)械控制型，還有一種是電子控制型[5]。在這三種類型當(dāng)中，電子控制型可以代表EGR技術(shù)的發(fā)展方向，因?yàn)榭刂凭珳?zhǔn)，受到了廣泛的應(yīng)用。EGR技術(shù)在增壓發(fā)動(dòng)機(jī)和自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用，前者比后者更難啟動(dòng)起來。增壓發(fā)動(dòng)機(jī)是在高負(fù)荷的工作環(huán)境下進(jìn)行工作的，所以它的進(jìn)氣壓力要比廢氣的平均壓力高。在某些特定的情況下，一定要保證發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠的工作和耐久使用性，因?yàn)閷U氣再循環(huán)模式有著很大的影響。在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中，EGR冷卻器它其實(shí)就是換熱器中的一種。EGR冷卻器是系統(tǒng)的一個(gè)較重要組成部分。它的性能對EGR系統(tǒng)的減排效率、柴油機(jī)效率還有系統(tǒng)使用壽命都產(chǎn)生直接的影響。不管是車用柴油機(jī)還是船用柴油機(jī)EGR冷卻器是EGR技術(shù)的重要部件之一，主要由內(nèi)核、法蘭、連接管和外殼組成的。如下圖是冷卻器的結(jié)構(gòu)：圖3-2-2EGR冷卻器結(jié)構(gòu)EGR冷卻器可以分為兩種形式，一種是管殼式，另一種是板翅式[5]。板翅式是由板和翅片組成，研究人員做了大量的研究得出，板翅式冷卻的效率會(huì)比管殼式冷卻的效率高一些。板翅式的冷卻器主要是由鋁合金來制做的，因?yàn)殇X合金比較輕巧，結(jié)構(gòu)還緊密，傳熱面積大，重量輕，適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。而管殼式是由殼體和傳熱管束組成，在管束外面有折流板，冷熱流體壁之間進(jìn)行冷卻，它的結(jié)構(gòu)簡單，成本低，方便清洗，工作可靠，還能承受在高溫、高壓的環(huán)境下進(jìn)行工作，它的這些特點(diǎn)滿足了冷卻器的一些條件，所以管殼式得到了廣泛的使用。如果是一項(xiàng)技術(shù)，大多數(shù)都會(huì)存在優(yōu)缺點(diǎn)，EGR技術(shù)也不例外，它主要存在以下這幾個(gè)缺點(diǎn)：在系統(tǒng)中如果EGR率控制不好的話，會(huì)使得發(fā)動(dòng)機(jī)排放的HC和CO有所增加，而導(dǎo)致燃油經(jīng)濟(jì)性下降。如果在負(fù)荷低的時(shí)候工作，它將會(huì)對發(fā)動(dòng)機(jī)的工作穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。如果在負(fù)荷高的時(shí)候工作，會(huì)對發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性產(chǎn)生影響。它還可能對發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套、氣缸蓋等部件的損耗的速度加快，發(fā)動(dòng)機(jī)的工