EGR系统介绍

丁行海 张英华

关键词：废气再循环;排放系统;NOx

1什么是EGR系统

废气再循环系统（ExhaustGasRecirculation），简称EGR系统，它是可燃混合气在燃烧后将排出废气的一部分导入进气侧与吸入的新鲜空气相混合，使其再度参与燃烧的系统。该系统通过改变EGR阀的开度，调整导入进气管中废气的数量，其作用是降低燃烧峰值温度和压力，从而降低排气中NOX的含量，系统示意图见图1。

2工作原理

EGR系统的任务是使废气再循环量在发动机每一个工况都达到最佳状况，从而使燃烧过程始终处于最理想的情况，最终保证排放物中的污染成分（尤其是NOX）最低。所以，EGR系统并不是在发动机所有的工况下工作。

2.1EGR率

发动机的不同工况，对引入废气的数量要求不同。为了使EGR系统能更有效地发挥作用，必须对参加再循环的废气数量加以限制。一般用废气再循化率（EGR率）衡量参加再循环的废气数量，EGR率计算公式如下：

2.2EGR系统控制策略

在起动、暖机、怠速及其他低负荷工况中，发动机的冷却液温度和燃烧温度较低，NOX排放浓度低，EGR系统不工作。

中负荷工况中，NOX排放浓度高。EGR系统工作，EGR率一般在10%～20%。EGR率太大会导致敲缸、冒黑烟、动力不足、怠速不稳、喘车等故障。

大负荷工况中，NOX生成较少，EGR率降低，这是为了保证发动机有较好的动力性。

3类型

EGR系统根据其主要特点可以从不同的角度进行分类。

（1）按照EGR系统中EGR阀是否有电子控制，分为纯机械控制式和电子控制式。

纯机械控制式EGR阀是利用进气歧管真空度与排气压力的压力差控制，控制精度低，现在很少应用。

电子控制式的EGR阀分为两种：真空驱动型的EGR系统和电驱动型的EGR系统。这两种技术路线应用较为广泛。

（2）按照EGR系统中EGR阀所处位置的排气压力和温度不同，分为高压EGR阀和低压EGR阀。

在国Ⅵ排放标准的车辆中，有些是配置双EGR阀的。在国Ⅳ国Ⅴ排放标准中的EGR阀被称为高压EGR阀，颗粒捕捉器（DPF）后端的EGR阀被称为低压EGR阀。有些材料把这两个阀称作高低温EGR阀。

（3）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气缸。

内部EGR技术，结构简单，一般通过改变配气相位实现，常见的方法是提高气缸内的残余废气系数。该技术应用效果较差，一般不采用。

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系统和内部EGR系统相比，结构上虽然复杂，但可以实现对废气的诸多参数的精确控制，技术路线多，应用较为廣泛。

（4）按照EGR系统中参与循环废气是否得到冷却，有冷EGR和热EGR两种系统。

冷EGR系统，虽然增加了散热器的负担，但是能有效降低NOX排放，采用的较多。

热EGR系统，会出现进气温度增加，实际进气量减少;同时NOX排放减少效果不明显。虽然结构简单，但是采用的较少。

4常见系统简介

目前在发动机上应用较多的EGR系统，一般是带有冷却装置的电控外部EGR系统。

4.1真空驱动型的EGR系统

真空驱动型的EGR系统中，EGR阀在真空负压的吸力作用下开启。EGR阀上方的真空驱动膜片动作，由膜片拉杆带动阀移动，以控制废气再循环，废气再循环量取决于EGR阀的开度、排气管压力和进气管真空度。真空驱动型的EGR系统根据真空源的控制方式，分为电磁阀真空控制、温控阀控制、负压调节器控制等几种。

图2为电磁阀真空控制的真空驱动型EGR系统布置图。EGR升程传感器（又称位置传感器）向ECU反馈当前的EGR阀开度，ECU根据开度计算出当前的EGR率，从而控制真空调节电磁阀的占空比，进而控制膜片上方的真空度。

真空驱动型的EGR系统分为带升程传感器和不带升程传感器，带升程传感器的EGR阀为五线式，不带升程传感器的EGR阀为两线式。

4.2电驱动型EGR系统

电驱动型EGR系统利用步进电机、流量阀、占空比控制型电磁阀直接控制废气再循环量。该系统控制精度高、响应速度快。EGR阀一般分为步进电机控制、流量阀控制、电磁阀控制等几种形式，其中步进电机控制型较为常见。电驱动型EGR系统布置图，见图3。

电驱动型EGR系统的EGR阀一般为五线式，如朝柴EDC17CV54配EGR系统，其针脚定义，如图4和表1所示。

5总结

随着国家对环保要求的提高和排放法规的完善，EGR系统在车辆中的应用越来越多。为延长该系统的使用寿命，使用者务必严格按照车辆保养要求定期保养，尤其是进排气系统的保养。当出现疑似废气再循环系统故障时，应根据系统类型和结构，采用由简单到复杂的步骤，逐步排除故障。