理论教育 汽车废气再循环系统控制原理

汽车废气再循环系统控制原理

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:图1-6-9 EGR率与发动机性能的关系曲线怠速和低负荷时,NOx排放浓度低,为了保证稳定燃烧,不进行废气再循环控制。大负荷、高速时,为了保证发动机有较好的动力性,此时混合气较浓,NOx排放生成物较少,可不进行废气再循环控制或减少EGR率。

汽车废气再循环系统控制原理

1.废气再循环量对发动机性能的影响

增加废气再循环量,发动机的燃烧温度可进一步降低,抑制NOx产生的作用就更有效。但废气再循环量过多,会导致混合气的着火性变差,造成发动机的油耗上升,动力性下降,HC排放量上升。因此,必须控制废气引入量,而在发动机起动、怠速和低负荷等工况下,发动机的燃烧温度较低,NOx不会超量,为确保发动机可靠运行,就不能在新鲜混合气中掺入废气。

通常以废气再循环率来衡量废气的引入量,废气再循环率定义如下:

EGR率=EGR气体量/(吸入的空气量+EGR气体量)×100%

废气再循环控制装置通过控制EGR率来保证发动机运转性能良好的同时,达到最佳的NOx净化效果。

EGR率与发动机动力性、经济性和排放性能有关,图1-6-8所示为废气再循环率曲线,从图中可以看出,EGR率增加过大时,使燃烧速度太慢,燃烧变得不稳定,失火率增加,HC也会增加;EGR率过小,NOx排放达不到法规要求,易产生爆燃、发动机过热等现象。因此EGR率必须根据发动机工况要求进行控制。

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图1-6-8 废气再循环率曲线

图1-6-9所示为EGR率与发动机性能的关系曲线。试验结果说明:当EGR率小于10%时,燃油消耗量基本上不增加,当EGR率大于20%时,发动机燃烧不稳定,工作粗暴,HC排放物将增加10%。因此通常将EGR率控制在10%~20%范围内较合适。随着负荷增加,EGR率允许值也增加。

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图1-6-9 EGR率与发动机性能的关系曲线

怠速和低负荷时,NOx排放浓度低,为了保证稳定燃烧,不进行废气再循环控制。

只有在发动机热态下进行废气再循环控制。发动机温度低时,NOx排放浓度也较低,为了保证正常燃烧,冷机时也不进废气再循环控制。

大负荷、高速时,为了保证发动机有较好的动力性,此时混合气较浓,NOx排放生成物较少,可不进行废气再循环控制或减少EGR率。

2.废气再循环流量的控制

ECU根据各传感器的信号判断发动机的工况与状态,以确定是否需要废气再循环(EGR)或废气再循环流量的大小,并输出占空比可变的控制脉冲,通过控制EGR电磁阀的占空比来调节EGR电磁阀的开度,以实现最佳的EGR率控制。

为实现非线性的最佳废气再循环流量控制,在EGR电子控制系统的存储器中储存各工况下的最佳废气再循环流量值,通常以EGR电磁阀占空比参数的方式储存(见图1-6-10),ECU根据各传感器信号,直接查找并计算得到最佳的EGR电磁阀占空比值,并输出相应的占空比脉冲信号。

有些EGR电子控制系统通过EGR电磁阀开度传感器反馈EGR电磁阀开度信息,相应地在ECU的存储器中储存的是发动机各工况下的EGR电磁阀开度参数。工作时,ECU根据各传感器信号查找并计算得到最佳的EGR电磁阀开度,并与当前EGR电磁阀开度比较。如果不相等,ECU将调整占空比控制脉冲,将EGR电磁阀的开度调整至最佳状态。

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