EGR閥對柴油發(fā)電機(jī)性能的影響
發(fā)布時(shí)間：2023-09-09 點(diǎn)擊：135
egr閥對柴油發(fā)電機(jī)性能的影響
柴油發(fā)電機(jī)egr閥（如圖1所示）工作原理為排氣再循環(huán)是在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，將一部分廢氣引入進(jìn)氣管，與新鮮空氣或霧化混合氣混合后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸進(jìn)行再燃燒。這種方法是目前已經(jīng)證明是用于減少nox排放量一種行之有效的措施。因?yàn)榕艢庵械闹饕煞质嵌趸╟o2）、水（h20）和氮?dú)猓╪2）等，一方面它們的熱熔量較高，在燃燒構(gòu)成中吸收較多的熱量，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)最高燃燒溫度，另一方面將它們引入氣缸后稀釋氣缸內(nèi)混合氣，氧濃度降低，緩解了燃燒的激烈反應(yīng)，降低了缸內(nèi)溫度，從而抑制n0x的生成。由于汽油機(jī)和柴油發(fā)電機(jī)混合氣形成的特點(diǎn)及負(fù)荷調(diào)節(jié)的方式不同，egr對燃燒過程及nox排放特性的影響也有所不同。
圖1 egr閥結(jié)構(gòu)圖
一、egr閥系統(tǒng)應(yīng)用
1、汽油機(jī)的egr
汽油機(jī)采用均勻混合氣靠外部能源點(diǎn)燃的燃燒方式，采用量調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)節(jié)方法。除起動(dòng)、急加速等特殊工況以外，噴射量取決于進(jìn)入氣缸的空氣流量。所以，在汽油機(jī)上實(shí)施egr時(shí)雖然影響進(jìn)氣流量，但噴射量隨進(jìn)氣流量的變化而改變，因此進(jìn)入氣缸的空燃比不受egr的影響而基本保持不變。所以再循環(huán)的廢氣對混合氣有加熱作用，同時(shí)和氣缸內(nèi)的殘余廢氣一起加大混合氣的總熱容，影響燃料與空氣的氧化反應(yīng)（燃燒）速度，使著火延遲期延長，最高燃燒溫度降低，從而降低nox的排放量。但是，如果egr率過大，會(huì)造成燃燒不穩(wěn)定，hc排放及煙度增加，油耗惡化。因此，實(shí)施egr的關(guān)鍵是精確控制egr率。汽油機(jī)實(shí)施egr率的范圍一般在0％～25％，可使nox排放降低50％～70％。在柴油發(fā)電機(jī)怠速暖機(jī)過程及小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于進(jìn)氣溫度較低，nox排放不高，所以一般不實(shí)施egr。而接近全負(fù)荷時(shí)需要柴油發(fā)電機(jī)保持足夠的動(dòng)力性，所以即使nox排放高也停止實(shí)施egr。
2、壓燃式柴油發(fā)電機(jī)
壓燃式柴油發(fā)電機(jī)采用將燃料直接噴入氣缸內(nèi)高溫高壓的空氣中強(qiáng)制霧化的混合氣形成方式，燃料的噴射量不受進(jìn)入氣缸的空氣量的限制，只取決于負(fù)荷的大小，而且工作時(shí)混合氣的平均過量空氣系數(shù)均大于1.2，氧氣充足，所以燃燒熱效率高，同時(shí)nox排放也高。當(dāng)實(shí)施egr以后，相應(yīng)地減小進(jìn)入氣缸的空氣流量，但噴射量不變，因此混合氣變濃，不僅降低了氣缸內(nèi)工質(zhì)的氧和氮的濃度，而且高比熱容的再循環(huán)廢氣的惰性作用使混合氣的熱容增大，抑制混合氣的燃燒，從而降低最高燃燒溫度。所以，在柴油發(fā)電機(jī)上實(shí)施egr時(shí)，其降低nox排放的效果更明顯，而且由于柴油發(fā)電機(jī)的廢氣中氧含量遠(yuǎn)高于汽油機(jī)，而co2含量較低，所以可實(shí)施較大的egr率，egr率可達(dá)到40％～50％。有關(guān)研究結(jié)果表明，柴油發(fā)電機(jī)上實(shí)施一定的egr以后，在燃油消耗率基本保持不變的前提下，可有效地降低nox的排放量（圖2）。
圖2 柴油發(fā)電機(jī)egr的效果圖
在壓燃式柴油發(fā)電機(jī)上也同樣，當(dāng)egr率過大時(shí)，燃油消耗率和煙度均惡化，而且微粒排放量增加。所以，根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)不同工況，需要精確控制再循環(huán)廢氣量。另一方面，利用egr的上述特點(diǎn)，通過適當(dāng)?shù)膃gr率控制氣缸內(nèi)的燃燒溫度，由此組織開發(fā)均質(zhì)壓燃（hcci）或預(yù)混合壓燃（pcci）等清潔燃燒過程。
圖3所示為某一臺(tái)輕型發(fā)電用增壓柴油發(fā)電機(jī)上，在2300r/min的不同負(fù)荷下，egr對柴油發(fā)電機(jī)性能的影響。由此可知，因負(fù)荷不同egr對柴油發(fā)電機(jī)性能影響的效果也不同。在負(fù)荷率為10％的小負(fù)荷時(shí)，由于空燃比大，混合氣稀薄，燃燒條件較差，熱效率較低，所以此時(shí)隨egr率的增加燃油消耗率以及hc和co排放呈線性增加，但nox排放基本沒有變化；在負(fù)荷率為20％以上的中小負(fù)荷區(qū)，隨egr的增加，在燃油消耗率基本保持不變的前提下，出現(xiàn)不同程度的nox排放降低，特別是負(fù)荷越大，egr抑制nox的效果越明顯，而且hc和co排放也基本保持不變。但是，由于增壓器的作用，負(fù)荷增加則進(jìn)氣壓力增加，所以所能實(shí)施的egr范圍有限。
圖3 不同負(fù)荷下egr率對柴油發(fā)電機(jī)性能的影響
3、高壓共軌增壓柴油發(fā)電機(jī)
對于高壓共軌增壓柴油發(fā)電機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過一定轉(zhuǎn)速（n＞3000r/min）以后，由于進(jìn)氣壓力接近或超過排氣背壓，不能實(shí)施egr。所以，在可實(shí)現(xiàn)egr的工況范圍內(nèi)，通過不同轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性優(yōu)化egr率、確定egr率控制map圖以后（圖4），egr對經(jīng)濟(jì)性以及nox和煙度排放特性的影響分別如圖7-33b、c、d所示。在大負(fù)荷區(qū)，由于不能實(shí)施egr，因此nox排放和煙度排放普遍偏高；在高轉(zhuǎn)速中小負(fù)荷區(qū)，由于增壓并采用高壓噴射，所以nox排放和煙度排放較低；在發(fā)電用柴油發(fā)電機(jī)常用的中低轉(zhuǎn)速中小負(fù)荷工況范圍內(nèi)實(shí)施合理的egr率以后，在經(jīng)濟(jì)性基本保持不變的條件下明顯降低nox排放，使nox排放水平低于300x10-6，而波許煙度值也只有0～0.8的水平。
圖4 萬有特性上egr率對柴油發(fā)電機(jī)性能的影響
二、egr閥位置傳感器拆裝
1．概述
柴油發(fā)電機(jī)線束插頭必須垂直插入傳感器以避免損壞觸針，若觸針彎曲會(huì)導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)性能不良并產(chǎn)生間歇性故障碼。在安裝時(shí)也不要在插頭內(nèi)涂任何潤滑脂，否則會(huì)導(dǎo)致egr閥損壞并降低柴油發(fā)電機(jī)性能。
egr閥位置傳感器的作用是向ecm輸出電壓信號(hào)，ecm將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成百分比，即0～100％，指示egr閥的位置（閥安全打開相當(dāng)于100％）。柴油發(fā)電機(jī)線束通過egr閥延長線束連接到egr閥上。
egr閥位置傳感器位于egr閥總成上，如圖5所示。
egr閥位置傳感器有兩種類型，一種是將插頭鑄造在傳感器中，而新型霍爾效應(yīng)型傳感器有一根引線線束與傳感器相連接。
圖5 柴油機(jī)egr閥位置傳感器
2．拆卸
接下插頭上的銷子，斷開插頭，拆下兩個(gè)固定螺栓，拆下egr閥位置傳感器。
3．檢查能否使用
檢查egr閥位置傳感器的o形圈有無損壞，插頭觸針有無損壞，如圖6所示。
圖6 檢查柴油機(jī)egr閥位置傳感器o形圈和觸針有無損壞
4．安裝
1）柴油發(fā)電機(jī)線束插頭必須垂直插入位置傳感器，以防觸針損壞。轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器內(nèi)部的轉(zhuǎn)轂，使其對準(zhǔn)軸上的扁平點(diǎn)。
2）傳感器和殼體間應(yīng)使用導(dǎo)向銷定位，導(dǎo)向銷的零件號(hào)為3165138，定位不準(zhǔn)會(huì)使傳感器損壞。將導(dǎo)向銷插入殼體螺孔中，如圖7所示。
3）使用棉簽沾上肥皂水潤滑o形圈，如圖8所示。
圖7 將導(dǎo)向銷插入殼體螺栓孔中
圖8 用肥皂水潤滑o形圈
4）將egr閥位置傳感器安裝在導(dǎo)向銷上，將傳感器安入孔中，使之與o形圈完全嚙合，傳感器上的外導(dǎo)向銷應(yīng)對準(zhǔn)殼體中的孔，傳感器推入殼體中后，拆下導(dǎo)向銷，安裝2根m4螺栓，（力矩為3.1n·m），如圖9所示。
5）連接好線束插頭并鎖緊，檢查導(dǎo)線張力是否過大，若過大應(yīng)釋放電路上的導(dǎo)線，如圖10所示。
圖9 安裝柴油機(jī)egr閥位置傳感器
圖10 檢查柴油機(jī)傳感器導(dǎo)線張力是否過大.
柴油發(fā)電機(jī)組潤滑油壓力不穩(wěn)表針抖動(dòng)補(bǔ)救措施
玉柴柴油發(fā)電機(jī)組噴油泵清潔維修
柴油發(fā)電機(jī)組什么時(shí)候更換空氣濾清器，該如何更換空氣濾清器？
想找靜音省油的柴油發(fā)電機(jī)組？推薦上柴H系列發(fā)電機(jī)
靜音發(fā)電機(jī)組排煙管設(shè)計(jì)和安裝的6個(gè)要求
廠家判斷玉柴柴油發(fā)電機(jī)組故障的原則
柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)故障原因分析
柴油發(fā)電機(jī)egr閥（如圖1所示）工作原理為排氣再循環(huán)是在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，將一部分廢氣引入進(jìn)氣管，與新鮮空氣或霧化混合氣混合后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸進(jìn)行再燃燒。這種方法是目前已經(jīng)證明是用于減少nox排放量一種行之有效的措施。因?yàn)榕艢庵械闹饕煞质嵌趸╟o2）、水（h20）和氮?dú)猓╪2）等，一方面它們的熱熔量較高，在燃燒構(gòu)成中吸收較多的熱量，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)最高燃燒溫度，另一方面將它們引入氣缸后稀釋氣缸內(nèi)混合氣，氧濃度降低，緩解了燃燒的激烈反應(yīng)，降低了缸內(nèi)溫度，從而抑制n0x的生成。由于汽油機(jī)和柴油發(fā)電機(jī)混合氣形成的特點(diǎn)及負(fù)荷調(diào)節(jié)的方式不同，egr對燃燒過程及nox排放特性的影響也有所不同。
圖1 egr閥結(jié)構(gòu)圖
一、egr閥系統(tǒng)應(yīng)用
1、汽油機(jī)的egr
汽油機(jī)采用均勻混合氣靠外部能源點(diǎn)燃的燃燒方式，采用量調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)節(jié)方法。除起動(dòng)、急加速等特殊工況以外，噴射量取決于進(jìn)入氣缸的空氣流量。所以，在汽油機(jī)上實(shí)施egr時(shí)雖然影響進(jìn)氣流量，但噴射量隨進(jìn)氣流量的變化而改變，因此進(jìn)入氣缸的空燃比不受egr的影響而基本保持不變。所以再循環(huán)的廢氣對混合氣有加熱作用，同時(shí)和氣缸內(nèi)的殘余廢氣一起加大混合氣的總熱容，影響燃料與空氣的氧化反應(yīng)（燃燒）速度，使著火延遲期延長，最高燃燒溫度降低，從而降低nox的排放量。但是，如果egr率過大，會(huì)造成燃燒不穩(wěn)定，hc排放及煙度增加，油耗惡化。因此，實(shí)施egr的關(guān)鍵是精確控制egr率。汽油機(jī)實(shí)施egr率的范圍一般在0％～25％，可使nox排放降低50％～70％。在柴油發(fā)電機(jī)怠速暖機(jī)過程及小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于進(jìn)氣溫度較低，nox排放不高，所以一般不實(shí)施egr。而接近全負(fù)荷時(shí)需要柴油發(fā)電機(jī)保持足夠的動(dòng)力性，所以即使nox排放高也停止實(shí)施egr。
2、壓燃式柴油發(fā)電機(jī)
壓燃式柴油發(fā)電機(jī)采用將燃料直接噴入氣缸內(nèi)高溫高壓的空氣中強(qiáng)制霧化的混合氣形成方式，燃料的噴射量不受進(jìn)入氣缸的空氣量的限制，只取決于負(fù)荷的大小，而且工作時(shí)混合氣的平均過量空氣系數(shù)均大于1.2，氧氣充足，所以燃燒熱效率高，同時(shí)nox排放也高。當(dāng)實(shí)施egr以后，相應(yīng)地減小進(jìn)入氣缸的空氣流量，但噴射量不變，因此混合氣變濃，不僅降低了氣缸內(nèi)工質(zhì)的氧和氮的濃度，而且高比熱容的再循環(huán)廢氣的惰性作用使混合氣的熱容增大，抑制混合氣的燃燒，從而降低最高燃燒溫度。所以，在柴油發(fā)電機(jī)上實(shí)施egr時(shí)，其降低nox排放的效果更明顯，而且由于柴油發(fā)電機(jī)的廢氣中氧含量遠(yuǎn)高于汽油機(jī)，而co2含量較低，所以可實(shí)施較大的egr率，egr率可達(dá)到40％～50％。有關(guān)研究結(jié)果表明，柴油發(fā)電機(jī)上實(shí)施一定的egr以后，在燃油消耗率基本保持不變的前提下，可有效地降低nox的排放量（圖2）。
圖2 柴油發(fā)電機(jī)egr的效果圖
在壓燃式柴油發(fā)電機(jī)上也同樣，當(dāng)egr率過大時(shí)，燃油消耗率和煙度均惡化，而且微粒排放量增加。所以，根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)不同工況，需要精確控制再循環(huán)廢氣量。另一方面，利用egr的上述特點(diǎn)，通過適當(dāng)?shù)膃gr率控制氣缸內(nèi)的燃燒溫度，由此組織開發(fā)均質(zhì)壓燃（hcci）或預(yù)混合壓燃（pcci）等清潔燃燒過程。
圖3所示為某一臺(tái)輕型發(fā)電用增壓柴油發(fā)電機(jī)上，在2300r/min的不同負(fù)荷下，egr對柴油發(fā)電機(jī)性能的影響。由此可知，因負(fù)荷不同egr對柴油發(fā)電機(jī)性能影響的效果也不同。在負(fù)荷率為10％的小負(fù)荷時(shí)，由于空燃比大，混合氣稀薄，燃燒條件較差，熱效率較低，所以此時(shí)隨egr率的增加燃油消耗率以及hc和co排放呈線性增加，但nox排放基本沒有變化；在負(fù)荷率為20％以上的中小負(fù)荷區(qū)，隨egr的增加，在燃油消耗率基本保持不變的前提下，出現(xiàn)不同程度的nox排放降低，特別是負(fù)荷越大，egr抑制nox的效果越明顯，而且hc和co排放也基本保持不變。但是，由于增壓器的作用，負(fù)荷增加則進(jìn)氣壓力增加，所以所能實(shí)施的egr范圍有限。
圖3 不同負(fù)荷下egr率對柴油發(fā)電機(jī)性能的影響
3、高壓共軌增壓柴油發(fā)電機(jī)
對于高壓共軌增壓柴油發(fā)電機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過一定轉(zhuǎn)速（n＞3000r/min）以后，由于進(jìn)氣壓力接近或超過排氣背壓，不能實(shí)施egr。所以，在可實(shí)現(xiàn)egr的工況范圍內(nèi)，通過不同轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性優(yōu)化egr率、確定egr率控制map圖以后（圖4），egr對經(jīng)濟(jì)性以及nox和煙度排放特性的影響分別如圖7-33b、c、d所示。在大負(fù)荷區(qū)，由于不能實(shí)施egr，因此nox排放和煙度排放普遍偏高；在高轉(zhuǎn)速中小負(fù)荷區(qū)，由于增壓并采用高壓噴射，所以nox排放和煙度排放較低；在發(fā)電用柴油發(fā)電機(jī)常用的中低轉(zhuǎn)速中小負(fù)荷工況范圍內(nèi)實(shí)施合理的egr率以后，在經(jīng)濟(jì)性基本保持不變的條件下明顯降低nox排放，使nox排放水平低于300x10-6，而波許煙度值也只有0～0.8的水平。
圖4 萬有特性上egr率對柴油發(fā)電機(jī)性能的影響
二、egr閥位置傳感器拆裝
1．概述
柴油發(fā)電機(jī)線束插頭必須垂直插入傳感器以避免損壞觸針，若觸針彎曲會(huì)導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)性能不良并產(chǎn)生間歇性故障碼。在安裝時(shí)也不要在插頭內(nèi)涂任何潤滑脂，否則會(huì)導(dǎo)致egr閥損壞并降低柴油發(fā)電機(jī)性能。
egr閥位置傳感器的作用是向ecm輸出電壓信號(hào)，ecm將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成百分比，即0～100％，指示egr閥的位置（閥安全打開相當(dāng)于100％）。柴油發(fā)電機(jī)線束通過egr閥延長線束連接到egr閥上。
egr閥位置傳感器位于egr閥總成上，如圖5所示。
egr閥位置傳感器有兩種類型，一種是將插頭鑄造在傳感器中，而新型霍爾效應(yīng)型傳感器有一根引線線束與傳感器相連接。
圖5 柴油機(jī)egr閥位置傳感器
2．拆卸
接下插頭上的銷子，斷開插頭，拆下兩個(gè)固定螺栓，拆下egr閥位置傳感器。
3．檢查能否使用
檢查egr閥位置傳感器的o形圈有無損壞，插頭觸針有無損壞，如圖6所示。
圖6 檢查柴油機(jī)egr閥位置傳感器o形圈和觸針有無損壞
4．安裝
1）柴油發(fā)電機(jī)線束插頭必須垂直插入位置傳感器，以防觸針損壞。轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器內(nèi)部的轉(zhuǎn)轂，使其對準(zhǔn)軸上的扁平點(diǎn)。
2）傳感器和殼體間應(yīng)使用導(dǎo)向銷定位，導(dǎo)向銷的零件號(hào)為3165138，定位不準(zhǔn)會(huì)使傳感器損壞。將導(dǎo)向銷插入殼體螺孔中，如圖7所示。
3）使用棉簽沾上肥皂水潤滑o形圈，如圖8所示。
圖7 將導(dǎo)向銷插入殼體螺栓孔中
圖8 用肥皂水潤滑o形圈
4）將egr閥位置傳感器安裝在導(dǎo)向銷上，將傳感器安入孔中，使之與o形圈完全嚙合，傳感器上的外導(dǎo)向銷應(yīng)對準(zhǔn)殼體中的孔，傳感器推入殼體中后，拆下導(dǎo)向銷，安裝2根m4螺栓，（力矩為3.1n·m），如圖9所示。
5）連接好線束插頭并鎖緊，檢查導(dǎo)線張力是否過大，若過大應(yīng)釋放電路上的導(dǎo)線，如圖10所示。
圖9 安裝柴油機(jī)egr閥位置傳感器
圖10 檢查柴油機(jī)傳感器導(dǎo)線張力是否過大.
柴油發(fā)電機(jī)組潤滑油壓力不穩(wěn)表針抖動(dòng)補(bǔ)救措施
玉柴柴油發(fā)電機(jī)組噴油泵清潔維修
柴油發(fā)電機(jī)組什么時(shí)候更換空氣濾清器，該如何更換空氣濾清器？
想找靜音省油的柴油發(fā)電機(jī)組？推薦上柴H系列發(fā)電機(jī)
靜音發(fā)電機(jī)組排煙管設(shè)計(jì)和安裝的6個(gè)要求
廠家判斷玉柴柴油發(fā)電機(jī)組故障的原則
柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)故障原因分析