排放控制系统-废气再循环(EGR)控制系统

1.废气再循环概述

现代排放控制理念不仅要求控制有害物质的排放，而且要求限制CO2的排放，以便阻止全球变暖的趋势。这就要求降低油耗，提高发动机的效率。但是通过优化燃烧过程提高热效率的方法通常会导致燃烧过程加速，最高燃烧温度升高，造成NOx排放增加。在加速工况和全负荷工况，这个问题尤为突出。为了既改善热效率又降低NOx排放，办法之一就是将部分废气在节气门后面注入进气系统，送回气缸，这就是废气再循环。返回气缸的废气使混合气稀释，降低了燃烧的温度，进而降低了NOx的排放。

2.废气再循环系统分类

废气再循环分为两类：

一类为内部废气再循环：在进排气门分别由两根凸轮轴驱动的发动机中，通过根据允许工况调节进排气凸轮相位的方法可在气门叠开的阶段产生内部排气再循环。

第二类为外部排气再循环：从发动机的排气管引入部分废气，通过进气门将这一部分废气混合入混合气中再燃烧（如下图所示）。

3.废气再循环控制工作原理

在上图中EGR系统是一个闭环控制的废气再循环系统。EGR阀有一个位置传感器，在ECU驱动打开EGR阀以后，EGR阀同时提供其打开位置信号给ECU ，以便ECU对废气流量进行修正。ECU通过占空比方式（PWM）控制电磁阀开度，此种控制方式可实现无级调节，控制精确。

4.废气再循环系统影响

研究表明，当过量空气系数λ保持恒定时，随着EGR流量的增加，油耗先是略有下降，后又上升；HC排放增加，而NOx排放明显下降。从总体上看，EGR开度对油耗和排放的影响趋势与过量空气系数相似。因为返回气缸的废气使得尚未完全氧化的可燃成份反应几率减少，“火焰激冷”效应增强。其结果是HC和CO排放增加。

5.废气再循环系统控制要求

由于NOx排放量随负荷的增大而增大，因此废气循环量应随负荷增大而增大。暖机过程中，冷却水温度和进气温度均较低，NOx排放不高，为防止废气循环破坏燃烧的稳定性，一般在发动机冷却水温度低于某一值时不进行废气再循环。怠速和小负荷时，NOx排放也不高，一般不进行废气再循环。接近全负荷时，为使发动机保持足够的动力性，即使NOx排放再高，也不允许进行废气再循环。