2廢氣再循環（EGR）

   為(wei) 了解決(jue) NOx排放，產(chan) 生了廢氣再循環係統（EGR），結構框圖如圖2所示。其原理是將一部分廢氣導入燃燒室，增加燃燒室內(nei) 氣體(ti) 的熱容量，降低燃燒氣體(ti) 的最高溫度，從(cong) 而抑製NOx排放。

   2.1EGR發展現狀

   從(cong) 20世紀70年代開始，國外就開始了廢氣再循環係統的研究，現在一些柴油車上已經安裝了EGR係統，為(wei) 柴油車達到歐Ⅳ標準奠定了基礎。

   對於(yu) 增壓中冷柴油機，通常有以下兩(liang) 種方式：從(cong) 渦輪前取氣回流到壓氣機後的EGR係統；從(cong) 渦輪後取氣回流到壓氣機前的EGR係統。渦輪增壓柴油機的冷卻再循環結構設計適宜采用前一種方式，可避免出現再循環廢氣汙染壓氣機和中冷器，減少淤塞和腐蝕問題，同時避免EGR隨工況變化響應滯後。

   由於(yu) 柴油機過氧燃燒，直噴式柴油機的EGR率超過40%，非直噴式可達25%。為(wei) 防止微粒產(chan) 生，中、低負荷常采用較大的EGR率，全負荷不采用EGR，以保證發動機的動力性和燃油經濟性。當轉速提高時降低EGR率，保證較多新鮮空氣的進入，由實驗標定測得最佳的EGR脈譜。

   對EGR率的精準控製多采用電子信號。根據發動機的轉速信號、油泵齒條信號（即供油量）和水溫信號等，按預先設定好的脈譜改變EGR率。因柴油進、排氣管間壓差較小，柴油機的E－GR回流管直徑較大，且柴油機所需的EGR率較高，可在進氣管上加節氣門，低負荷時，通過進氣節流達到增加進、排氣管間壓差。同時，采用冷EGR，可進一步降低NOx的排放。柴油機排氣中的SO2會(hui) 生成硫酸，對EGR係統的管路和閥門以及氣缸壁麵形成腐蝕，應選用高品質潤滑油和低硫柴油。

   2.2廢氣再循環對排放的影響

   2.2.1對NOx排放的影響

   廢氣再循環技術降低了燃燒室內(nei) 可達到的最高燃燒溫度，減少了進氣充量，從(cong) 而抑製NOx的排放。實驗表明，當發動機的轉速一定時，廢氣中NOx的比例，會(hui) 隨廢氣再循環率的增加而降低。當發動機處於(yu) 不同負荷時，NOx排放下降率與(yu) EGR率呈近似線性關(guan) 係。較大的廢氣再循環率會(hui) 導致柴油機動力下降，在中高負荷時，EGR率較低，在小負荷時，EGR率較高，根據不同的工況，選擇適當的EGR率。

   2.2.2對微粒排放的影響

   當發動機的轉速一定時，微粒排放量會(hui) 隨EGR率的變化而變化。一般來說，廢氣的引入會(hui) 造成進入氣缸的新鮮空氣降低，易造成局部缺氧和燃料燃燒不完全，引起微粒的增加。隨著EGR率的增加，發動機排出的微粒也隨之增加。但實際上中、高負荷時，噴油較多，燃燒時間較短，E－GR率對過量空氣係數的影響較大，微粒增加幅度較大。在小負荷時，噴油較少，EGR率對過量空氣係數的影響相對減弱，微粒增加的趨勢也相對較小。與(yu) NOx的線性關(guan) 係不同，微粒排放量增加率與(yu) EGR率關(guan) 係為(wei) 二次響應，因此微粒增加比例相對更大。

   隨著廢氣的引入，NOx排放會(hui) 降低，微粒值會(hui) 升高，負荷較大的工況微粒增加的趨勢很明顯，應限製高負荷工況下的EGR率。同時，帶有EGR係統的發動機排氣微粒中的HC成分較少。需綜合NOx和微粒兩(liang) 方麵選擇適當的EGR率。

   2.2.3對HC、CO排放的影響

   隨著EGR率的增加，發動機尾氣中HC與(yu) CO的排放變化關(guan) 係較為(wei) 一致，呈現上升趨勢。在發動機轉速一定的情況下，隨著EGR率增加，HC和CO均為(wei) 燃料燃燒不充分所產(chan) 生的排放物。當充入氣缸內(nei) 的廢氣增加，必然導致參與(yu) 燃燒的氧氣量相對減少，燃料燃燒條件惡化。HC排放在中高負荷時呈現增加趨勢，在小負荷時呈現下降趨勢。HC排放主要來自滯燃期內(nei) 形成的極稀混合氣，因此HC排放與(yu) 滯燃期時間長短有關(guan) 。負荷越低，滯燃期內(nei) 形成的極稀混合氣越多，發動機排氣中HC的濃度越高。在同樣低負荷時，廢氣回流率越大，加熱進氣的作用越明顯，滯燃期將縮短，對改善HC排放有利。

   2.2.4對CO2及燃油消耗率的影響

   試驗表明，當發動機的廢氣再循環率增加，過量空氣係數有所降低，但CO2的排放量及燃油消耗率隻有很小波動，基本保持不變。

   2.3EGR未來發展趨勢

   在歐美發達國家，EGR在汽油機和輕型柴油機領域已是一種成熟的工業(ye) 技術，發展方向是將其完善：如何將EGR技術與(yu) 顆粒捕捉技術、電控高壓噴油技術、進氣富氧技術等密切結合起來，使各種有害排放物全麵降低；如何實現EGR率變工況時的精準控製以及動態響應特性的提高都是以後的研究重點。為(wei) 達到歐Ⅳ標準，EGR率還需進一步提高，EGR應用於(yu) 增壓發動機時，腐蝕性問題和進排壓逆差問題需要研究，以得到一個(ge) 比較理想的解決(jue) 方案。在重型柴油機領域，應用EGR的問題更多更複雜，在重型柴油機較高負荷情況下，隨著EGR率的增加微粒排放增加速度加快，發動機的耐久性和可靠性受到影響。目前EGR在重型柴油機的應用是國外的一個(ge) 重點研究方向，可以預見在不遠的將來，EGR將在重型柴油機領域得到廣泛的應用。