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排气再循环闭环控制系统及其故障自诊断监测
来源:汽车维修与保养  作者:佚名  2018-03-07 08:59:28

    一、排气再循环系统概论
    随着社会上汽车保有量的与日俱增,排放法规对汽车有害物排放和燃油消耗量都予以日益严苛的限量。想要降低油耗,就必须优化燃烧过程,提高发动机热效率,这就需要加速燃烧进程和升高燃烧的最高温度,致使NOx排放增加。提高发动机热效率和降低NOx排放相生相克。目前,解决这一矛盾的有效办法之一就是将适量的燃烧废气引入进气总管(现代发动机通常与进气歧管做成一体),与新鲜空气混合一并送入汽缸,汽缸内的混合气体被废气稀释,减缓了燃烧速度,废气吸收燃烧产生的部分热量,降低了燃烧的最高温度,以减少NOx的生成量,进而降低了发动机NOx排放,这就是排气再循环(EGR)。进气总管中CO2浓度与排气管中CO2浓度之比称为EGR率。

    1.EGR闭环控制系统
    EGR以适度损伤发动机动力为代价去降低NOx排放。因此,EGR引入量必须适量、适时地进行严格控制。早期开环式的EGR控制系统已被淘汰,目前只有EGR闭环控制系统才能满足当今排放法规的要求。

    2.真空阀式EGR闭环控制系统
    真空阀式EGR闭环控制系统如图1所示。主要由EGR真空阀、EGR电磁阀、发动机ECU及进气歧管压力传感器(MAP)等元部件组成。

    EGR真空阀结构原理:阀的上方空腔内有膜片将空腔分为上、下两部分。下部空腔与大气相通,大气压力作为参考压力恒定地作用于膜片下方,使膜片上凸;上部空腔通入控制压力(由EGR电磁阀提供),膜片上部空腔内预压弹簧的弹簧压力和控制压力使膜片下凹。因弹簧在工作中变形量较小,弹簧压力也可视为恒定。膜片上凸下凹的具体位置就仅取决于控制压力的大小。阀下方的阀芯和顶部EGR阀开度位置传感器(电位计式)的滑动臂都与膜片进行机械相连接。控制压力增大,阀芯下移,EGR真空阀开度减小,EGR流量减小,EGR率减小;反之亦同。
    EGR电磁阀为3通线性电磁阀。发动机运行期间,节气门之前气体压力略低于大气压力(自吸发动机),视为大气压力,节气门之后气体压力具有较大的真空度。EGR电磁阀2个输入端口分别与节气门的前后方想连通,即大气压力和进气歧管真空压力作为EGR电磁阀的输入压力,ECU以脉冲宽度调节的方式通过占空比调节产生EGR电磁阀的输出压力,输出压力在大气压力与进气歧管真空压力之间连续可调。EGR电磁阀的输出压力作为EGR真空阀的控制压力,进而连续调节EGR真空阀的开度,最终达到连续控制EGR流量/EGR率的目的。
    EGR阀开度位置传感器为三线电位计式,集成于EGR真空阀上部,由ECU提供5V电压,将EGR真空阀的开度转换为电压信号,为EGR闭环控制系统提供反馈信号,EGR开度位置传感器电压信号图如图2所示。

    3.电磁阀式EGR闭环控制系统
    电磁阀式EGR闭环控系统如图3所示。EGR电磁阀为2通线性电磁阀。ECU以脉冲宽度调节的方式通过占空比调节,可连续调节阀的开度,从而达到连续控制EGR流量/EGR率的目的。三线电位计式EGR电磁阀开度位置传感器,集成于EGR电磁阀上部,原理同上。

    由于EGR电磁阀式闭环控制系统相比于真空阀式EGR闭环控制系统大为简化,因此,目前各大厂商广为采用。

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