這是小軌的第 1793 篇原創(chuàng)分享
作者 l 小軌
來源 l 共軌之家(ID:gongguizhijia)
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共軌導(dǎo)讀
EGR系統(tǒng)在國四國五的小車上均有使用,大家對此并不陌生。在國六一般是EGR+SCR一起使用的,但是這并不是一種單純的組合,依照國六對進(jìn)氣嚴(yán)格的控制,國六的EGR又多了很多改進(jìn),一起來看看吧!
首先我們來回顧下EGR系統(tǒng):
柴油機(jī)具有低油耗、高效率的特點(diǎn),有著良好的經(jīng)濟(jì)性和動力性,但柴油機(jī)同時(shí)具有NOx和微粒排放高等缺點(diǎn)。廢氣再循環(huán)(Exhaust Gas Recirculation 簡稱EGR)是將一小部分燃燒廢氣從排氣管引入進(jìn)氣管與新鮮充量混合,人為增加新鮮充量中的廢氣量,同時(shí)降低發(fā)動機(jī)的燃燒溫度,減少NOx的形成。
下圖中就是我們正常所見的國四國五空氣系統(tǒng)布局圖:
但是在國六車輛中其進(jìn)氣路的改變是天翻地覆的,下面我們就來看看不同的車型下的不同的國六空氣路的布置吧!
車輛空氣系統(tǒng)布局一
N1類(<3.5噸)
我們先分析一下氣路走向——新鮮空氣依次經(jīng)過空氣濾清器、空氣流量計(jì)、增壓器、中冷器、節(jié)氣門和進(jìn)氣歧管進(jìn)入燃燒室。燃燒后的廢氣從排氣歧管分為兩部分:一小部分廢氣經(jīng)過EGR閥后到EGR冷卻器進(jìn)入到燃燒室;另一部分廢氣用來驅(qū)動增壓器渦輪,這部分的廢氣依次經(jīng)過渦輪增壓器、DOC、DPF和SCR反應(yīng)箱。
但是當(dāng)廢氣經(jīng)過DPF后,又有一部分廢氣經(jīng)過了另一個EGR,直接引入到增壓前段。這另外一個EGR是什么呢?又為什么要配這么個EGR呢?
高低壓EGR系統(tǒng)介紹
DPF后端的EGR被稱為低壓EGR,與此相對應(yīng)得我們正常的EGR被稱為高壓EGR,這主要是根據(jù)前后的壓力來分的,也有的會稱作高低溫EGR。
既然有了高壓EGR,為什么還要配置低壓EGR系統(tǒng)呢?
低壓EGR的作用主要有兩點(diǎn):
1、由于低壓EGR的廢氣的溫度和壓力較低,能夠極大地增加EGR率,從而最大限度的減少NOx的排放,減輕SCR反應(yīng)箱的負(fù)擔(dān)。
2、低壓EGR引入的廢氣是經(jīng)過DPF的,所以相較于高壓EGR而言更加的潔凈,不容易造成對EGR冷卻器和EGR閥的堵塞。堵塞和閥卡滯是小車EGR系統(tǒng)中常見的故障,但是在低壓EGR的系統(tǒng)中就會極大地降低這種故障率。
目前國六項(xiàng)目中小車和部分輕卡很多都會使用這種布置,那么高低壓EGR是怎么工作的呢?
正常情況下,國六中高壓EGR只用作快速暖機(jī)和低負(fù)荷情況使用,在車輛正常運(yùn)行和高負(fù)荷情況下基本上都是使用的低壓EGR,兩者在一起使用的工況極為少見!
那么兩者又是怎么運(yùn)作的,怎么達(dá)成進(jìn)氣量的精準(zhǔn)控制的呢?
首先我們先看高壓EGR:
國六小車高壓EGR主要是暖機(jī)和冷啟動時(shí)使用,所以在EGR中冷器前后新新增了旁通閥,且旁通閥的開啟與關(guān)閉受到水溫限制。
1. 當(dāng)冷卻液溫度<60℃時(shí),需要打開旁通閥,快速暖機(jī)。
2. 當(dāng)冷卻液溫度>60℃時(shí),廢氣經(jīng)過EGR冷卻器冷卻降溫后進(jìn)入燃燒室。
EGR中冷是EGR系統(tǒng)中非常重要的一環(huán),國六中為了檢測其中冷效率,會在中冷后新增一個溫度傳感器,用于OBD監(jiān)控,測量廢氣溫度。
再看低壓EGR系統(tǒng)——由于在高低壓EGR系統(tǒng)中,大部分工況都是低壓EGR,所以低壓EGR系統(tǒng)設(shè)計(jì)的更為復(fù)雜。
在布置圖中,我們可以清晰的看到低壓EGR系統(tǒng)中有以下三個主要電氣部件:TVA(排氣節(jié)氣門)、壓差傳感器、溫度傳感器。
為什么需要有排氣節(jié)氣門呢?
排氣TVA主要就是在高低壓EGR系統(tǒng)中配有,當(dāng)?shù)蛪篍GR工作時(shí),通過減小排氣節(jié)氣門開度使排氣背壓增加,增加廢氣通過低壓EGR閥的流速,從而增加流量。
對于安裝位置要求,正常安裝在低壓EGR之后就行,一般有兩種,參考下圖:
那么對于壓差傳感器的作用呢?絕大部分人看到壓差傳感器的位置都會猜測,主要是檢測EGR閥和中冷器是否堵塞,用于OBD報(bào)錯。不好意思,錯了!小軌負(fù)責(zé)任的告訴各位,壓差傳感器的作用是作為EGR流量的輸入?yún)⒖贾怠K匀羰怯龅絿到y(tǒng)報(bào)低壓EGR系統(tǒng)流量方面的錯誤,壓差傳感器也是需要檢查的。
流量相關(guān)故障 |
低壓EGR系統(tǒng)流量過小 |
高壓EGR系統(tǒng)流量過小 |
EGR系統(tǒng)流量過高 |
低壓EGR系統(tǒng)流量過高 |
高壓EGR系統(tǒng)流量過高 |
除此之外,低壓EGR的溫度傳感器也作為EGR流量的輸入量,并且也同樣有對中冷效率進(jìn)行OBD監(jiān)控的作用。
車輛空氣系統(tǒng)布局二
N1類(<3.5噸)
在該類小車和輕卡的空氣系統(tǒng)布局中,就沒有采用高低壓EGR系統(tǒng)。
我們知道,加入低壓EGR的作用主要是增加EGR率,減輕SCR系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。要是小車中不采用低壓EGR的話,勢必要采取其他方案。
比如在該設(shè)計(jì)方案中,后處理新增了NSC(NOx捕捉器),其重要工作原理與DPF類似,只是DPF捕捉和再生的是PM,而NSC處理的是NOx。不得不佩服國六的設(shè)計(jì)研發(fā)人員,使用NSC來減輕SCR的負(fù)擔(dān)和提高NOx的轉(zhuǎn)化效率,真的是太絕了!??!
車輛空氣系統(tǒng)布局三
N2/3類(>3.5噸)
那么國六的中重型卡車的配置相較于之前有什么變化呢?
其實(shí)從上面這幅原理圖中,我們可以發(fā)現(xiàn)其實(shí)并沒有發(fā)生什么大的變化,有的只是傳感器和執(zhí)行器有所增加。一起來看看都增加了什么吧!
PFM空氣流量計(jì)——該空氣流量計(jì)與傳統(tǒng)的小車上的HFM工作原理不相同,屬與一種文丘里管式的空氣流量計(jì)。其優(yōu)點(diǎn)是不受溫度影響,且不易堵塞,壓降小。所以其安裝位置與HFM不同,可以裝在中冷之后。
在國四國五大車中,通常采用進(jìn)氣壓力溫度傳感器來模擬進(jìn)氣量,但是誤差過大,沒有辦法滿足國六中對進(jìn)氣量精準(zhǔn)的需求,所以需要增加空氣流量計(jì)。
TVA——進(jìn)氣節(jié)氣門,用于進(jìn)氣路最基本的調(diào)節(jié),可在不同工況下采用不同的控制邏輯。
車輛空氣系統(tǒng)布局四
N2/3類(>3.5噸)
空氣流量計(jì)能夠?qū)崟r(shí)反饋進(jìn)氣量,但是是否是每個車輛都會配置呢?其實(shí)并不盡然,下面的這個就沒有采用空氣流量計(jì)來計(jì)算新鮮進(jìn)氣量,而是采用測算EGR廢氣量,來反推新鮮進(jìn)氣量。
該空氣系統(tǒng)被稱為EFM廢氣流量系統(tǒng),由于想要通過計(jì)算廢氣量來計(jì)算新鮮進(jìn)氣量,并受限于空氣流量計(jì)不耐高溫,所以在EGR系統(tǒng)中不能夠直接采用空氣流量計(jì),于是EFM系統(tǒng)測算廢氣流量應(yīng)運(yùn)而生。
計(jì)算模型:
雖然是采用的模型計(jì)算,但是需要EGR下游溫度、壓差、EGR下游壓力,于是對應(yīng)的幾個傳感器,也都有布置在EGR廢氣路上。
以上就是對國六系統(tǒng)的部分介紹,希望幫助大家對國六空氣系統(tǒng)有個大致的概念,并在今后對國六的學(xué)習(xí)中游刃有余!
-END-
今晚直播講師介紹
主講人
錢蔣發(fā) 資深專家講師
出身于上海理工大學(xué)
深諳國五、國六技術(shù)
精通電路、油路、機(jī)械、故障邏輯
直播詳情
國六空氣系統(tǒng)是不是聽的有點(diǎn)懵?今晚我們繼續(xù)來探討國六實(shí)車進(jìn)氣路布置,理論結(jié)合實(shí)際,盡快學(xué)會國六!
直播課時(shí)間:
2019年7月24日(周三)20點(diǎn)
直播地點(diǎn):犇犇課堂
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