废气再循环系统（EGR）的作用与工作原理

发动机燃烧产生的有害成分NOx是空气中的氮气与氧气在高温、富氧条件下形成的，燃烧温度越高、混合气越稀，排出的NOx量越多。NOx的排放量与燃烧温度的关系如下图所示。

由上图可知，若能适当减低燃烧时的最高温度，就可以减少NOx的排放量。

废气再循环系统（Exhaust Gas Recirculation，EGR）是机外净化技术的一种，它将适量的废气引入气缸内参加燃烧，从而降低气缸内的最高温度，以减少NOx的排放量。

为了保证发动机正常工作和性能不受过多影响，必须根据发动机工况的变化，控制废气再循环的量。过量的废气将使发动机的燃烧恶化以及动力性、经济性下降。因此，废气再循环的量要严格控制，且在某些特殊工况下，需要关闭废气再循环。

通常用EGR率来表示废气再循环的量，是进入气缸的废气量占总进气量的百分比。如下图所示为EGR率与发动机性能的关系，一般情况下，EGR率控制在10%～20%的范围内较为合适。

· 废气再循环系统的分类

根据废气进入气缸是否通过发动机的进气系统，EGR可分为内部废气再循环和外部废气再循环。

按照废气再循环系统的控制方式，EGR可分为机械式和电子控制式。

机械式废气再循环系统控制精度低，在早期的车辆上应用较多，现在很少采用。电子控制式废气再循环系统又可根据有无反馈环节分为开环控制式EGR和闭环控制式EGR。

· 废气再循环系统的工作原理

开环控制式EGR的组成如下图所示。开环控制式EGR中有EGR率可变式和EGR率不可变式两种类型，现以开环控制式EGR（EGR率不变）为例，介绍废气再循环系统的工作原理。

① 发动机启动时。启动时需要较浓的混合气，而此时进入气缸的混合气较少，若再使废气进入进气系统，则会使混合气更稀，启动更加困难，因此在启动时ECU关闭EGR阀，EGR阀膜片上方没有真空吸力，EGR阀关闭废气再循环通道，废气再循环系统不工作。

② 节气门开关接通时。该发动机节气门上有两个开关：怠速开关和功率开关，分别反映怠速或大负荷工况。在怠速时，进入气缸的混合气较少，若此时废气进入气缸，则会使怠速时混合气不能正常燃烧，造成怠速抖动，严重时发动机会熄火；在大负荷工况时，发动机需要大功率，此时废气再循环会减小发动机的最大输出功率。因此在节气门怠速开关和功率开关接通时，废气再循环系统停止工作。

③ 发动机温度低时。发动机温度低时需要加浓混合气，而废气再循环则会稀释混合气，造成燃烧室内的不正常燃烧，影响发动机的正常工作；另外发动机低温时，NOx排放量较少。因此在发动机温度低时，废气再循环系统不工作。

④ 当发动机转速低于900r/min时，发动机到达最低稳定运转转速，若转速继续降低，则发动机会熄火，因此应停止废气再循环系统的工作。

⑤ 当发动机转速高于3200r/min时，发动机处于大负荷工况，需要输出大功率以满足工作需要，因此应停止废气再循环系统的工作，以增大发动机的输出功率（下图）。

⑥ 除去上述各工况外，ECU打开EGR阀，节气门后方的真空度加到EGR阀膜片上方，膜片上移，打开废气再循环通道，废气进入进气管，废气再循环系统开始工作。该系统由于EGR阀膜片上方的真空度不能动态调节，因此，EGR阀不能控制流进进气管内废气的量，因此EGR率保持一个固定值（下图）。

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《汽车发动机构造原理与诊断维修 》

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