l15a1發(fā)動機;l15a1發(fā)動機通病
提起廢氣再循環(huán)(EGR)相信絕大多數(shù)的朋友都明白,無非就是將燃料燃燒后產(chǎn)生的廢氣重新導(dǎo)入回進氣歧管并與新鮮空氣再度形成新的混合氣體參與燃燒,其目的在于降低燃燒室的溫度從而防止氮氧化合物的產(chǎn)生(NOx),實際上燃燒后的廢氣并不會參與燃燒,只是依靠惰性氣體二氧化碳的高比熱容來降低燃燒室的溫度,從而起到抑制氮氧化合物的作用,從而讓排放得到提升,這就是早期EGR的作用與意義;但隨著內(nèi)燃機技術(shù)的不斷發(fā)展,過去曾廣泛應(yīng)用于柴油機上的EGR逐漸被更多的主機廠用于汽油機上,而用在汽油機上的EGR可不僅僅是為了提高排放,更多的是為了降低油耗,也可以間接的改善動力,所以現(xiàn)如今越來越多的主機廠開始在汽油機上應(yīng)用EGR。。。
EGR的原理
實際上很多汽油機都搭載了EGR,只不過這些發(fā)動機在進入咱們國內(nèi)的時候紛紛將EGR給閹割掉了,原因就是這東西成本不低,而對于汽油機來說,如今的燃油品質(zhì)很高,隨著乙醇汽油的普及,在汽油機上基本不存在排放問題,所以這些用于減少氮氧化物的EGR紛紛被閹割掉,比如本田的L15A1發(fā)動機,在國外的版本是具有EGR閥的,但國內(nèi)的版本則是用一個金屬小吊環(huán)把通道給堵住了,所以對于汽油機而言配備EGR的目的并不是抑制氮氧化物從而提高排放的水平,在未來EGR將成為降低油耗的重要手段。。。
EGR控制閥
- O+N2=NO+N,反應(yīng)溫度為1727度以上
- N+O2=NO+O,反應(yīng)溫度約27度以上
- N+OH=NO+H,反應(yīng)溫度約27度以上
實際上這三個反應(yīng)方程式就是燃油燃燒產(chǎn)生一氧化氮的原因,所謂對人體及環(huán)境造成損害的氮氧化合物是一氧化氮(NO),而二氧化氮生成量本身就很少,所以一般不會針對二氧化氮去搞什么解決方式,解決排放主要就是降低一氧化氮的生成;在上面三個方程式中第一個為高溫狀態(tài)下反應(yīng),而另外兩個則是低溫反應(yīng)式,重點就在于第一個反應(yīng)式,如果我們可以終止第一個反應(yīng)式的進行,那么就可以阻斷NO與N的產(chǎn)生,那么后面那兩個低溫下的反應(yīng)式就根本不會進行了,這樣一來就可以根除一氧化氮的產(chǎn)生;所以廢氣再循環(huán)EGR利用降低燃燒室的溫度來抑制一氧化氮的產(chǎn)生是有理論依據(jù)的,只要溫度足夠低,那么就完全可以根除一氧化氮的產(chǎn)生量,這就是利用廢氣再循環(huán)EGR改善排放的原理;但此舉也僅僅是緩解排放,至于根除一氧化氮是做不到的,未來EGR會極大程度與米勒(阿特金森)循環(huán)相互配合,從而營造出更加低溫的循環(huán),內(nèi)燃機的低溫化是一個趨勢。。。
在很多朋友的認知中,EGR并不是什么必不可少的配置,因為這東西造價不低,而且還很容易堵塞,而絕大多數(shù)情況下都是通過VVT改變排氣門的關(guān)閉狀況來留存住一部分燃燒廢氣,從而增加惰性來改善排放,所以汽油機上應(yīng)用EGR看上去似乎有些雞肋?但實際上在汽油機上應(yīng)用EGR的主要目的并不是改善排放,雖然它有抑制一氧化氮生成的功效,但實際上是為了降低油耗,沒錯EGR就是有降低油耗的功效。。。
EGR廢氣再循環(huán)將部分廢氣重新引入進氣端,提高了進氣壓力,從而減少了泵氣的損失,簡單點說就是提高了進氣壓力間接等同于增加了氣缸的容積效率,這樣一來在進氣門關(guān)閉時,活塞上方的壓力就更大,所以這增加的壓力就會對活塞下行起到促進的作用,實際上有些類似渦輪增壓,機械增壓的作用,只不過沒有增壓那么強力;所以在自然吸氣發(fā)動機上配備EGR可以有效的提高發(fā)動機的進氣壓力,減少泵氣損失,從而降低油耗,豐田的6AR發(fā)動機就是這么做的;其次增加了進氣壓力,對于動力也起到了一定的促進作用,所以EGR并不都是會導(dǎo)致燃燒惡化的。。。
EGR的各種功效
眾所周知,發(fā)動機是存在加濃噴射工況的;加濃噴射的目的有兩個,其一在車輛進行加速時必然會進行燃油的加濃,因為當(dāng)過量空氣系數(shù)為0.88時的混合氣體最具有爆發(fā)力(此時的空燃比降低至12.8左右);其二用于車輛冷啟動時的燃油加濃,目的在于提高霧化程度(尤其是低溫環(huán)境下,加濃程度很高);其三用于在發(fā)動機較高負荷的時候給發(fā)動機降溫,當(dāng)然從缸內(nèi)直噴發(fā)動機的角度來看,燃油的加農(nóng)噴射更容易控制;因為發(fā)動機處于高負荷區(qū)間時,缸壓,溫度都很高,極容易導(dǎo)致爆震的產(chǎn)生,所以需要加濃燃油來起到降溫的作用從而避開爆震區(qū)域,但多噴射的燃油在起到降溫作用后無法徹底燃燒也就浪費掉了,而當(dāng)發(fā)動機高負荷運轉(zhuǎn)時,依靠EGR引入一股廢氣來降低缸內(nèi)溫度,就可以取代高溫開環(huán)控制,從而不再需要燃油的加濃來降溫,這樣一來也可以降低油耗;其次依靠冷EGR可以有效壓制缸內(nèi)溫度,所以可以令主機廠更加大膽的去提高壓縮比,從而達到更高的熱效率;其實通過乙醇汽油的普及,已經(jīng)令很多主機廠提高發(fā)動機的壓縮比變得更加容易,而配合冷EGR在未來或進一步提高發(fā)動機的壓縮比,要知道不斷去提高壓縮比就等同于不斷的提高熱效率,這也同樣是降低油耗最有效,最直接的方式。。。
冷卻EGR系統(tǒng)
總而言之現(xiàn)如今EGR的作用早已不是用于改善排放了,或許對于那些排放壓力巨大的柴油機而言,EGR僅僅是改善排放的手段,但對于汽油機,使用EGR則是為了降低油耗,發(fā)動機保持更加低溫的循環(huán)對實現(xiàn)更高的壓縮比,更高的熱效率都是有促進作用的,而對于一些小排量渦輪增壓發(fā)動機而言,EGR可以降低排氣溫度,令渦輪增壓器的需求降低,從而更容易改善發(fā)動機的實際性能;汽油機廣泛應(yīng)用EGR就是未來的發(fā)展趨勢,當(dāng)然會結(jié)合渦輪增壓,米勒循環(huán)來實現(xiàn)內(nèi)燃機的小排量化,輕量化,低轉(zhuǎn)速化,低溫化,低油耗化以及高性能化,所以這EGR并不像表面那么簡單,這也正是現(xiàn)如今越來越多的車型上配備EGR的原因。。。