力学

首页 > 力学

排气再循环

2019-01-30 15:20:50     所属分类:发动机技术
1987年绅宝90H引擎

又称废气再循环Exhaust Gas Recirculation)乃汽车用小型内燃机在燃烧后将排出气体的一部分导入吸气侧使其再度吸气的技术(手法或方法),取其每个英语单字的字首“EGR”为通称,主要目的为降低排出气体中的氮氧化物(NOx)与分担部分负荷时可提高燃料消费率。

目录

  • 1 概要
  • 2 历史
  • 3 技术
  • 4 参考资料

概要

内燃机在燃烧后排出的气体中含氧量极低甚至是没有,此排出气体与吸气混合后会使吸气中氧气浓度降低,因此会产生下列现象:

  • 比大气更低的含氧量及排气中的惰性气体二氧化碳在燃烧时会让(最高)温度会降低,抑制氮氧化物(NOx)的产生。
  • 燃烧温度降低时,汽缸与燃烧室壁面、活塞表面的热能发散会降低,另外因热解离造成的损失也会有些微降低。
  • 燃油引擎其部分负荷为汽缸内在非EGR时为了提供等量的氧气量(为了得到同一轴的出力),因此需要将油门开大,结果吸气时的吸油(油门)损失较低,燃料消费率会提高。此即为活塞在一次行程下吸入的氧气降低时,会如同使用小排气量引擎采下加速前进时一样的效果。

EGR的返流量依燃油引擎的情形(在吸气量中)下最大为15%,而怠速时与高负载时则会停止。以车辆重量来看引擎出力较小的大型柴油车,其引擎负载较高,为了能够达到排气量标准也常会使用到EGR技术。

历史

EGR技术在当时(催化转换器实用化以前、1970年代),燃油机因无法使用氧化催化来净化氮氧化物(NOx)的情况下而导入的。但是在返流量与燃料喷射量无法精密控制的的情况下,为了使燃料能够安定因此吸气混合比必须设的很高(燃油会过剰)、这反而使燃料消费率恶化。之后、控制技术提高且触媒转化器的实用化后,现在已经可以用来解决NOx的排出与燃料消费率提高向的问题。

原理上EGR在没有节流阀的柴油机在减低油门损失上是没有效果的,但在1990年代前期开始进行以减低 NOx 为目的的EGR研究中发现、

技术

实际上排出气体的返流是在吸气与排气的两种流型间接上插有控制阀门的管子,利用控制阀门的开关时间来控制流量的增减。由于有高温排气返流所以可以忽略吸气充填效率的低下,因此大型柴油机几乎都装有利用热交换器制成的冷却机构(cool EGR)。多数会将一部分引擎的冷却水分流,用冷却机构来将吸收的热量进行散热,但会使散热器增加额外的30%负载,所以必须增大冷却风扇等其他设备因而导致重量增加。

另外装有涡轮增压器等过给器的大型燃油机在高负载时若进行EGR,吸气压力会大于排气、会使单纯的阀门开关无法进行返流,因此须设置EGR控制阀门逆止阀(止回阀)。理论上若能改变EGR量就有可能可以取消燃油机的节流阀、但大量的EGR在点火时的困难会容易造成燃烧不稳定,以及无法在怠速时达成稳定状态等理由使其难以实用化。EGR与稀薄燃烧技术很大的关连性,并且还有汽缸内直接喷射技术中稀薄混合气下如何能稳定的燃烧的课题。

参考资料

  • (英文)Exhaust Gas Recirculation (EGR)
  • (英文)1973 Chrysler Exhaust Emissions & Driveability

上一篇:抗爆剂
下一篇:机械增压器
相关推荐