第三章(第8次课)《发动机原理》详解.pptVIP

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。（如图） EGR对NOx的生成以及燃烧过程的影响 主要体现在以下几个方面： 1）稀释效应: 再循环废气替代了一部分新鲜空气，使得原有的新鲜充量减少的氧气浓度降低。氧气浓度降低后，一方面，燃料的焰前化学反应和燃烧反应速度都将降低，也就是着火滞燃期和燃烧持续期延长;另一方面，氮气与氧气接触的机会也减小，这样可以极大地降低NOx的生成量 2)热效应: 再循环废气中的C02和H20是三原子分子，具有较高的比热容，能比空气吸收更多的热量;工质总热容增加后吸收等量的燃烧放热时工质的温度变化较小，这有助于解决在EGR量较大时控制燃烧速度、防止压升率过高等问题。 3)化学效应: 在高温下，废气中CO、水蒸气会发生裂解，裂解是一个高的吸热过程，会吸收一部分燃烧热量，使得缸内峰值温度降低，这样会减少因峰值温度过高而造成对NOx排放的影响。 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。 § 3.5 EGR系统（废气再循环） 残余废气系数：评价气缸换气的完善程度 EGR：调节混合气成分，?混合气总热容?控制燃烧速率，?Tz，有效降低NOx。 注意比较： § 3.5 EGR系统（废气再循环） 一、EGR率定义： 无EGR时进入气缸的空气流量 有EGR时进入气缸的空气流量 EGR流量 定义2： EGR混合后的CO2浓度 流经EGR管气体的度 CO2浓度 大气中的CO2浓度 专用测试设备 定义1： 简单常用但不严密 二、EGR对发动机性能的影响 汽油机实施EGR：进气流量?，但喷油量也?， ?A/F(空燃比)保持不变。 EGR的作用：?加热混合气，与残余废气一起稀释混合气，?工质的总热容，?燃烧速度，??i(着火落后期)?，Tz(最高燃烧温度)?，NOx? 汽油机实施EGR率=0%~25%时，NOx排放量可降低50%~70%左右。 § 3.5 EGR系统（废气再循环） 柴油机实施EGR：?进入气缸的空气量?喷油量不变?混合气变浓； 结果??缸内氧和氮浓度；同时废气的惰性作用?混合气热容?，抑制燃烧，??Tz。 柴油机废气中含氧量汽油机，而CO2含量少，?可实施较大EGR率=40%~50%。 柴油机实施EGR后，在保持经济性的前提下，可有效降低NOx排放量。 § 3.5 EGR系统（废气再循环） 三、EGR系统 1）汽油机的EGR系统：机械式和电控式两种 机械式EGR系统：进气压力和排气压力来调节EGR阀开度?控制EGR率。 缺点：所能控制的EGR率较小≈5~15%，且控制自由度受限制。 电控EGR系统：由ECU控制电磁阀?任意控制EGR率；结构简单，且可精确地实施较大的EGR率（≈15~20%）。 系统组成：由EGR阀及其控制系统构成 § 3.5 EGR系统（废气再循环） EGR阀结构：与机械式基本相同；将EGR阀的负压控制系统?电控式?用专用电磁阀控制负压室真空度?安装在发电机上的真空泵提供 § 3.5 EGR系统（废气再循环） 大气压力室 进气压力室 排气压力室 进气管 控制方式：ECU→EGR电磁阀→真空→EGR阀→部分废气进入进气歧管 1．EGR开环控制系统 § 3.5 EGR系统（废气再循环） 1．EGR开环控制系统 有三种：简单开关式； EGR率可变式； 背压修正式。 ECU 电磁阀 EGR阀 § 3.5 EGR系统（废气再循环） ECU VCM 电磁阀 EGR阀 EGR率可变式：由台架标定的EGR率-n-进气量三维MAP，?ECU判断工况，控制电磁阀，?控制VCM阀(真空度控制电磁阀)的开关时刻，?调节负压室真空度，控制EGR阀不同开度；? EGR率随工况可变控制。 § 3.5 EGR系统（废气再循环） EGR阀位移传感器 ECU 电磁阀 2．EGR闭环控制系统：提高EGR率的控制精度 特点：EGR阀开度作为反馈信号?反馈控制。 或在进气稳压箱内设EGR率传感 器作为反馈信号 § 3.5 EGR系统（废气再循环） 2）柴油机EGR系统：外部EGR和内部EGR两种。 1. 外部EGR系统 特点：增压柴油机的EGR率? pp-pj 中低速区：易实施EGR。但随n和负荷?，pj?，在高速下难实现EGR。 任何工况，都易实现EGR。