5.1.3 废气再循环控制系统（ EGR ）

5.1.3 废气再循环控制系统（EGR） 淮安信息职业技术学院汽车工程系 2012年10月

一、废气再循环控制系统概述 • 废气再循环系统 • EGR（Exhaust Gas Recirculation） • 1、NOX的形成 • NOX是空气中的N2与O2在高温、高压条件下形成的，发动机排出废气中的NOX量主要与气缸内的最高温度有关。 • 气缸内最高温度↑→排出的NOX量↑。

2、EGR系统的功用 • 将一部分废气引入进气管，与新鲜混合气一起进入气缸中进行燃烧，以降低混合气中氧的浓度，同时稀释混合气，使燃烧速度变慢，燃烧温度降低，从而达到减少燃烧过程中的NOX生成。

3、EGR系统的控制指标——EGR率

4、EGR率对发动机性能的影响 • EGR率↑→废气稀释混合气能力↑→混合气的着火性能↓，燃烧稳定性↓→发动机输出功率↓，HC排放量↑。 • （1）怠速或小负荷时，进行废气再循环会使燃烧不稳定，甚至使发动机熄火。 • （2）全负荷时，需要强大的动力输出，使用废气再循环会使发动机的动力下降。

注意点 • （1）EGR系统是目前降低NOX排放的一种有效措施。 • （2）为了保证发动机工作性能不受过多影响，应选择NOX排放量多的发动机运转范围，进行适量的EGR控制。

二、EGR系统的工作原理 • 1、EGR系统的控制原则 • （1）选择NOX排放量多的发动机运转范围，进行适量的EGR控制。 • （2）由于NOX排放量随着发动机负荷的增加而增大，所以，EGR率应随着发动机负荷的增加而增大。 • （3）根据发动机工况的变化，EGR率一般控制在6%-23%之间变化。

2、EGR系统不工作的工况 • （1）发动机水温低于50℃时。 • （2）发动机怠速或小负荷时。 • （3）发动机大负荷或急加速时。

3、EGR系统的类型

电控废气再循环控制系统（EEGR） • （1）开环控制式EEGR系统 • EGR率只受ECU预先设置好的程序控制，不检测发动机各种工况下的EGR率。 • （2）闭环控制式EEGR系统 • ECU以EGR率作为反馈信号实现闭环控制。

（一）不采用ECU控制的开环EGR系统 • 基本组成——真空膜片式EGR阀、（EGR温控阀）、真空管等。 • 控制原理——由进气歧管真空度控制真空膜片式EGR阀，从而控制EGR率。 • 控制范围——EGR率一般在5%-15%之间。

1、由负荷控制的开环EGR系统

真空膜片式EGR阀结构

真空膜片式EGR阀工作原理 • 发动机熄火时：没有真空作用到膜片室，膜片上方的弹簧向下压迫膜片，锥形阀落在阀座上，EGR阀关闭。 • 发动机起动后：进气歧管的真空作用到膜片室，膜片推杆向上运动，锥形阀离开阀座， EGR阀打开，废气从排气管经EGR阀进入进气歧管。

2、由水温和负荷控制的开环EGR系统

（二）采用ECU控制的开环EGR系统 • 1、基本组成——由传感器（节气门位置传感器、空气流量传感器、发动机转速传感器、冷却液温度传感器、起动开关信号等）、ECU、执行元件（EGR真空调节器、EGR真空电磁阀、EGR阀等）组成。

2、控制原理 • 由ECU根据节气门开度、发动机转速、冷却液温度、起动等信号来控制EGR真空电磁阀的通电或断电，从而控制EGR率。 3、控制范围 • 可实现较大的EGR率控制范围，EGR率可达到15%-20%。

4、工作过程

注意点 • 在开环控制式EGR系统中，EGR率只受ECU中预先设置好的程序控制，不检测发动机各种工况下的EGR率。

早期NISSAN VG30型发动机EGR系统

LS400废气再循环控制系统——采用ECU控制的开环EGR系统LS400废气再循环控制系统——采用ECU控制的开环EGR系统 • LS400废气再循环系统零部件布置

1、基本组成 • （1）EGR真空调节器——根据发动机负荷，实现对EGR阀真空度的控制，调节EGR率。 • （2）EGR真空电磁阀——根据ECU发出的指令，来控制EGR真空电磁阀的通电或断电，从而控制EGR阀的打开或关闭。 • （3）EGR阀——控制废气再循环通道的接通和断开。

2、EGR系统的管路连接

3、工作过程 • LS400EGR系统工作原理示意图

注意点 • 当发动机处于冷机状态（冷却液温度在53℃以下）、怠速、发动机转速在4000r/min以上时，ECU发出指令使EGR真空电磁阀关闭。这时，EGR阀的真空室经EGR真空电磁阀与大气相通，EGR阀关闭，不进行废气再循环。 • 当EGR真空电磁阀在ECU的控制下打开时，EGR率由EGR真空调节器控制。

（1）当E孔位于节气门前方时 • E孔和R孔都没有负压，此时EGR阀关闭，不进行废气再循环。

（2）当节气门位于E孔和R孔之间时 • 进气歧管的真空通过E孔经真空控制阀到达EGR阀上方的真空室，EGR阀膜片向上运动，带动锥形阀离开阀座，EGR阀打开，进行废气再循环。

注意点 • 此时，由于EGR真空调节器上部作用大气，实际上进入到EGR阀上部的真空并不是进气歧管真空，是介于大气和进气歧管真空之间的一个真空，EGR阀处于半开状态。

（3）当E孔和R孔都位于节气门后方时 • 进气歧管的真空通过E孔和R孔经真空控制阀到达EGR阀上方的真空室，EGR阀膜片向上运动，带动锥形阀离开阀座，EGR阀打开，进行废气再循环。

注意点 • 此时，EGR真空调节器下端引入部分废气，废气通过推动膜片控制R孔开度的大小，调节通往EGR阀真空室的真空度，EGR阀的开度随之变化，以此调节EGR率。

（三）采用ECU控制的闭环EGR系统 • 1、基本组成——由传感器（节气门位置传感器、空气流量传感器、发动机转速传感器、冷却液温度传感器、 EGR阀开度传感器、起动开关信号等）、ECU、执行元件（EGR真空调节器、EGR真空电磁阀、EGR阀等）组成。

2、控制原理 • 由ECU根据节气门开度、发动机转速、冷却液温度、起动等信号来控制EGR真空电磁阀的通电或断电，从而控制EGR率。并以EGR率或EGR阀开度作为反馈控制信号来控制EGR系统。

3、工作过程 • 当发动机ECU判断当前工况满足进行废气再循环的条件时，便接通EGR控制电磁阀的搭铁电路，控制电磁阀打开，进气歧管真空经过EGR真空控制阀施加在EGR阀的真空室内，EGR阀打开，进行废气再循环。 • 同时，以EGR阀开度作为反馈控制信号，ECU通过EGR真空控制阀调节作用在EGR阀上的真空压力，以控制EGR阀的开度，达到控制EGR率的目的。

本田车系EGR闭环控制系统

宝来1.8L发动机EEGR系统

宝来1.8L发动机EGR控制电磁阀N18和升程传感器G212宝来1.8L发动机EGR控制电磁阀N18和升程传感器G212

五十铃EGR系统

三、EGR系统的检修 • 1、一般检查 • 怠速时，拆下EGR阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空管口应无吸力；转速达2500r/min以上，同样拆下此真空软管，发动机转速应明显升高（中断了废气再循环）。

2、EGR电磁阀的检查 • （1）测量电阻值，应为33～39Ω。 • （2）不通电时，从通进气管侧接头吹入空气应畅通，从通大气的滤网处吹入空气应不通。 • （3）通电时，与上述刚好相反。

3、EGR阀的检查 • 给EGR阀施加15kPa的真空，EGR阀应能开启；不施加真空时，EGR阀应能完全关闭。

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