產品介紹

        EGR技術介紹


        一、定義
        二、 ERG工作原理及運用
        三、基本要求
        四、結構類型
        五、應用展示
        六、傳熱元件
        七、主要工藝
        八、常見失效模式


        定義

          EGR是英文Exhaust Gas Recirculation三個字的縮寫,意思是廢氣再循環系統。它是針對引擎排氣中有害氣體之一的氮氧化合物NOx所設置的排氣凈化裝置。

         

        ERG工作原理及運用
          發動機的有害排放物是造成大氣污染的一個主要來源,隨著環境保護問題的重要性日趨增加,降低發動機有害排放物這一目標成為當今世界上發動機發展的一個重要方向。隨著世界石油制品的消耗量逐年上升,國際油價居高不下,柴油車的經濟性日漸突出,這使得柴油機在車用動力中占據著越來越重要的地位。所以開展柴油機有害排放物控制方法的研究,是從事柴油機設計者的首要任務。本文在這里簡述降低有害排放物的控制技術中的一種-----廢氣再循環系統。   

          廢氣再循環系統(Exhaust Gas Recirculation)簡稱EGR,是將柴油機產生的廢氣的一小部分再送回氣缸。再循環廢氣由于具有惰性將會延緩燃燒過程,也就是說燃燒速度將會放慢從而導致燃燒室中的壓力形成過程放慢,這就是氮氧化合物會減少的主要原因。另外,提高廢氣再循環率會使總的廢氣流量(mass flow) 減少,因此廢氣排放中總的污染物輸出量將會相對減少。EGR系統的任務就是使廢氣的再循環量在每一個工作點都達到最佳狀況,從而使燃燒過程始終處于最理想的情況,最終保證排放物中的污染成份最低。由于廢氣再循環量的改變會對不同的污染成份可能產生截然相反的影響,因此所謂的最佳狀況往往是一種折衷的,使相關污染物總的排放達到最佳的方案。比方說,盡管提高廢氣再循環率對減少氮氧化物(NOx)的排放有積極的影響, 但同時這也會對顆粒物和其他污染成份的減少產生消極的影響。 增壓中冷柴油機實現廢氣再循環一般有兩種方式:一種是將渦輪前的排氣引入中冷器之后,稱為高壓廢氣反向。采用可變截面渦輪增壓器,可以擴大廢氣再循環有效工作范圍,降低氮氧化物(NOX)和微粒(PT),燃油耗也不升高,這可能是將高壓廢氣再循環系統用于增壓中冷柴油機的最好方法。另一種是將渦輪后的排氣引入壓氣機之前,稱為低壓廢氣再循環系統,它可有效降低氮氧化物,而廢氣循環工作范圍較大,與柴油機匹配能有效地發揮其功能。

          現在我們運用得最多的是低壓廢氣再循環系統,其系統的主要元件是數控式EGR閥。數控式EGR閥安裝在右排氣歧管上,作用是獨立地對再循環到發動機的廢氣量進行準確的控制,而不管歧管真空度的大小。EGR閥通過3個孔徑遞增的計量孔控制從排氣歧管流回進氣歧管的廢氣量,以產生7種不同流量的組合。每個計量孔都由1個電磁閥和針閥組成,當電磁閥通電時,電樞便被磁鐵吸向上方,使計量孔開啟。旋轉式針閥的特性保證了當EGR閥關閉時,具有良好密封性。

          EGR閥通常在下列條件下開啟:1.發動機暖機運轉。2.轉速超過怠速。   

          目前采用的廢氣再循環系統還有一種類型,日野汽車公司開發的脈沖式廢氣再循環系統在柴油機進氣過程中,排氣門稍有提升,使部分高壓廢氣回流到汽缸內。排氣門的這個作用是通過修改排氣門凸輪的形狀和將廢氣再循環系統微升來實現的。在脈沖式廢氣再循環系統中,廢氣被重新送回氣缸內,因此廢氣的壓力應高到足以使氣流反向。要達到這樣高的壓力只有通過優化氣門微升和定時,從而利用廢氣的壓力波才能實現,在該廢氣再循環系統中,廢氣壓力“脈沖”被有效利用。


        基本要求
        材料:
        耐腐蝕、抗氧化

        不銹鋼:316L/317L  鎳基釬料

        結構:抗熱應力 鎳基釬焊 氬弧焊  預防熱應力

        性能: 強化氣側換熱  預防液側沸騰 預防積碳對性能的影響


        結構類型
        管殼式

        光滑圓管+擾流片
        螺旋圓管 小扁管

        板式
        大扁管+紊流片

        疊片式
        芯片+紊流片

         

        應用

         

        傳熱元件

        主要工藝
        1.釬焊: 1.1 設備 ——高溫真空釬焊爐
        1.2 釬料——鎳基焊膏、非晶態焊帶
        1.3 焊接工藝——通過控制真空度和溫度,根據母材、釬料、裝爐工件重量來設定工藝曲線。焊后最佳狀態為焊縫飽滿、組織致密、表面光亮、無晶粒粗大。


        常見失效模式
        1.強度/剛度不足 冷卻管耐壓  水殼耐壓 支架強度
        2.腐蝕失效 均勻腐蝕 點蝕  晶間腐蝕 應力腐蝕 氣側冷凝液腐蝕 釬縫 氬弧焊縫
        3.疲勞斷裂 熱疲勞/高溫疲勞 熱應力/熱應變 機械疲勞/振動 應力疲勞 應變疲勞 接觸疲勞       腐蝕疲勞

         

        常見失效模式-典型失效
        1.冷卻管與主板連接處斷裂、焊縫開裂;
        2.殼體、聯接板、氣室之間焊縫開裂;
        3.冷卻圓管高溫彎曲、變形;
        4.冷卻管腐蝕斷裂、穿透;
        5.冷卻扁管承壓起鼓、開裂;
        6.殼體承壓起鼓、焊縫開裂;
        7.支架斷裂;

         

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