废气再循环

废气再循环技术是控制氮氧化合物排放的主要措施，它是将汽车排出的一部分 废气重新引入 发动机进气系统，与混合气一起再进入 气缸燃烧。

废气混入的多少用EGR率表示，其定义如下：

NOx是在高温和富氧条件下N2和O2发生化学反应的产物。燃烧温度和氧浓度越高，持续时间越长，NOx的生成物也越多。

一方面废气对新气的稀释作用意味着降低了氧浓度；

另一方面，考虑到除 怠速外的其他工况下的CO、HC和NOx浓度均小于1%，加热这种经过废气稀释后的混合气所需要的热量随之增大，在燃料燃烧放出的热量不变的情况下，最高燃烧温度可以降低。从而可使NOx在燃烧过程中的生成受到抑制，明显地降低NOx的排放。

随着EGR率的增加，燃烧开始不稳定，燃烧波动增加， HC排放上升，功率下降，燃油经济性趋于恶化。小负荷特别是怠速时进行EGR会使燃烧不稳定，甚至导致失火，使HC排放急增。全负荷追求最大动力性，使用EGR会使最大功率降低，动力受损。因此，必须对EGR率进行适当控制，使之在各种不同工况下，得到各种性能的最佳折中，实现NOx的控制目标。

对EGR系统的控制要求如下：

(1)由于NOx排放量随负荷增加而增加，因而EGR量亦应随负荷的增加而增加。

(2)怠速和小负荷时，NOx排放浓度低，为了保证稳定燃烧，不进行EGR。

(3)在发动机 暖机过程中，冷却水温和进气温度均较低，NOx排放浓度也很低，混合气供给不均匀，为防止EGR破坏燃烧稳定性，冷机时不进行EGR。

(4)大负荷、高速时，为了保证发动机有较好的动力性，此时虽温度很高，但氧浓度不足，NOx排放生成物较少，通常也不进行EGR或减少EGR率。

(5)为了实现EGR的最佳效果，需保证再循环的排气在各缸之间分配均匀，即保证各缸的EGR率一致。

车用汽油机三种典型的EGR系统。

a）真空控制EGR系统 b）电控真空驱动EGR系统 c）闭环电控EGR系统

1-真空驱动EGR阀；2-排气管；3-发动机；4-进气管

；5-温度控制阀；6-电控真空调节器；

7-电控单元；8-EGR阀位置传感器；9-电磁驱动EGR阀

图a所示的真空控制EGR系统，除低温切断EGR用温度控制阀5实现外，其余控制规律由进气管节气门后的真空度和真空驱动EGR阀的构造保证（如采用双膜片式EGR阀等）。

真空控制EGR系统是机械式EGR系统，在现代电控汽油机上已很少应用。

图b所示的为电控真空驱动EGR系统，用电控单元7控制真空调节器6，后者控制真空驱动EGR阀1的开度。

在此系统中，通过预先标定的EGR脉谱有可能针对不同工况实现EGR的优化控制。

图c所示的为闭环电控EGR系统，广泛应用于现代电控汽油机中。这种系统应用了带EGR阀位置传感器8的线性位移电磁式EGR阀9，由电控单元7发出的PWM信号驱动。

传感器8发出的EGR阀位置信号反馈给电控单元7，保证精确实现预定的电控脉谱。而电控脉谱由发动机的EGR标定试验确定。

在EGR控制系统中，EGR阀是其中最为关键的部件。不同的EGR率是通过EGR阀的调节来实现的。废气再循环阀常用的控制方式有温控真空式、真空背压式、真空电磁式、电磁阀式等。随着电子技术在汽车上的广泛使用，现代汽车大多采用电子控制的废气再循环阀。

通常把发动机排气经过EGR阀进入进气歧管，与新鲜混合气混合在一起的方式称为外部EGR。

实际上，EGR的这种效果也可以通过不充分排气以增大滞留于缸内的废气量（即增大残余废气系数）来实现。

与上述外部EGR相对应，称这种方法为内部EGR。

滞留在缸内的废气量决定于配气相位重叠角的大小，重叠角大，则内部废气再循环量也大。

高比功率的发动机，由于有较好的充气，通常重叠角较大，内部废气再循环量也大，因而NOX排放物相对较低，但是重叠角也不能无限加大。

过大的重叠角会使发动机燃烧不稳定、失火并使HC排放量增加等，因此在确定配气相位重叠角时必须对动力性、经济性和排放性能进行综合考虑。