废气再循环系统（降低氧化氮排出量的系统）-趣爱秀

详细说明

废气再循环(EGR)系统用于降低废气中的氧化氮(NOX)的排出量。氮和氧只有在高温高压条件下才会发生化学反应，发动机燃烧室内的温度和压力满足了上述条件，在强制加速期间更是如此。

当发动机在负荷下运转时，EGR阀开启，使少量的废气进入进气歧管，与可燃混合气一起进入燃烧室。怠速时EGR阀关闭，几乎没有废气再循环至发动机。汽车废气是一种不可燃气体(不含燃料和氧化剂)，在燃烧室内不参与燃烧。它通过吸收燃烧产生的部分热量来降低燃烧温度和压力，以减少氧化氮的生成量。进入燃烧室的废气量随着发动机转速和负荷的增加而增加。

分类

从结构上划分，有内部EGR和外部EGR两种系统，区别在于废气是否通过进气系统进入缸内。

内部

内部EGR技术结构简单，不需要外部设备，一般情况下通过改变配气相位就可以实现，等同于提高缸内的残余废气系数。但是缸内的气流运动十分复杂，在不同工况下气流运动规律也不一样，所以这种实现废气再循环的方式很难控制EGR率；而且这种直接引入的方式，废气没有经过冷却，很大程度上的提高了混合气温度，使降低NO排放的效果不够明显。

实现内部EGR通常有两种方法，废气残余法以及废气再吸法。这两种方法在原理上是类似的，策略上有所不同。废气残余法是将排气门提前关闭，这样缸内就有一部分废气残余，在进气过程中实现残余废气与新鲜混合气的混合，此过程发动机会产生一部分压缩负功，为避免较大的功率损失，一般进气门的开启时刻也相应推迟。

废气再吸法可以通过两种方案来实现：一是在进气冲程中再次开启排气门，这样活塞下行会将排气系统中的废气吸入缸内；二是在排气冲程中开启进气门，这样活塞上行会将部分废气压入进气系统，在接下来的进气冲程中将带有废气的混合气一同吸入缸内，但是无论是那种方案，废气再吸法都需要气门的重复开启，实现起来存在困难。所以从应用难度来看，废气残余法更方便且易于实现。

外部

外部EGR技术是在排气系统上接入废气再循环管路，将废气引出再导入到进气系统中，让废气在进入气缸之前与新鲜空气充分混合。外部EGR和内部EGR相比，结构上要复杂的多，通常带有EGR阀，EGR冷却器，还有一些特殊管路及附带的控制单元，也正是如此外部EGR可以实现对废气的诸多参数的精确控制，从而最大程度的实现EGR的作用。根据管路连接的不同，外部EGR的技术路线也多种多样，以下简要介绍几种典型方案。

一体增压式EGR系统

在一体增压式EGR系统中，发动机的尾气分为两部分，一部分经过涡轮为压气机提供动力，另一部分通过EGR阀进入到压气机中增压，然后与增压后的新鲜空气混合，一同进入各个气缸。整套系统采用一个涡轮机，同时对两个压气机提供动力，两个压气机分别对新鲜空气和废气进行增压，是目前最新最先进的EGR技术。但是因为有两个压气机，增压匹配上的难度增大，结构也复杂的多，同时也大大增加了成本，目前国内还没有能力生产。

进气节流式EGR系统

此项技术方案是利用节流阀的作用，使进气管的废气入口处产生真空度，利用压力差来引入废气。这种方式在汽油机和柴油机上均可以使用，需要说明的是这个节流阀和汽油机的节气门是不同的，其作用主要是控制EGR率，也就是此系统应用在汽油机上时进气道上一共有两个节流装置。通常情况下发动机工作在大负荷时，节流阀开度较大，EGR率较小；当发动机处在中小负荷工况时，节流阀开度也较小，保证所需的EGR率。该系统容易实现，结构也比较简单，控制上也不复杂，但是因为节流阀的存在，增加了进气阻力，使发动机的性能受到影响。

低压EGR系统

此系统从涡轮机前或涡轮机后将废气导出，经过EGR阀和冷却器后在压气机前端将废气导入，因为排气压力总是大于环境气压，所以这样的连接方式可以顺利的实现废气循环。但是由于废气在压气机前就导入进气了，废气中的部分有害物可能会损伤压气机，使压气机的使用寿命大打折扣，在废气管路中加装后处理装置可以解决此问题，但也大大提高了成本。因为易于实现，此项方案在实验研究中应用广泛，但是在工业产品中比较少见。

文丘里管式EGR系统

根据文丘里管的工作原理，亚音速的气体通过文丘里管的时候会先产生一个膨胀过程，再产生一个压缩过程，膨胀过程中气体的温度和压力都会下降，所以在文丘里管的喉口处会产生负压，利用这个负压，就可以顺利的将废气引入到进气系统中。在使用了文丘里管以后，大大降低的废气的流动阻力，可以轻松的实现较高的EGR率，发动机的功率损失小，文丘里管技术成熟，使用简单，成本较低，在产品中应用比较广泛。