废气再循环系统（EGR）在汽车发动机检修中的应用

1.作用

废气再循环系统（EGR）的作用有两方面：

（1）把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸燃烧。由于废气中含有大量的CO2等多种气体，而CO2等气体不能燃烧却由于其比热容高而吸收大量的热，使气缸中混合气的最高燃烧温度降低，从而减少了NOx的生成量。

（2）从技术面来说，废气循环管的主要作用是提高进气温度，有提高发动机功率和减少排放危害物质的含量的作用。所以说，如果废气再循环系统（EGR）出现故障，对发动机是有一定的影响的。

2.安装位置

废气再循环系统（EGR）与进气歧管和排气歧管相连，如图5-41所示。

图5-41　废气再循环系统（EGR）安装位置

3.类型

废气再循环系统（EGR）可分为以下几类。

（1）普通电子式EGR控制系统（早期日产NISSAN车）

ECU通过传感器检测发动机状态，发出控制指令，指令EGR电磁阀动作。当EGR电磁阀为ON，EGR电磁阀关闭，EGR阀真空通道关闭，EGR阀关闭；反之，EGR电磁阀为OFF，EGR阀打开，如图5-42所示。

图5-42　普通电子式EGR控制系统

（2）可变EGR率废气再循环控制系统

ECU根据传感器信号确定EGR率，确定EGR电磁阀中脉冲信号的占空比。占空比越大，EGR电磁阀打开时间越长，EGR阀真空度越大，EGR开度大，EGR率大；反之，EGR电磁阀中脉冲信号占空比越小，EGR率越小，如图5-43所示。

图5-43　可变EGR率废气再循环控制系统

（3）带压力反馈电子（PFE）传感器的废气再循环控制系统

ECU根据传感器信号确定目标废气循环量，再根据压力反馈电子传感器检测实际废气再循环量，进行比较并修正EGR电磁阀脉冲信号的占空比，如图5-44所示。

图5-44　带压力反馈电子（PFE）传感器的废气再循环控制系统

（4）带压差反馈电子（DPFE）传感器的废气再循环控制系统

带压差反馈电子传感器有两个压力输入口，检测废气压力和再循环废气压力的差值，确定废气循环量，比PFE更精确，如图5-45所示。

图5-45　带压差反馈电子（DPFE）传感器的废气再循环控制系统

（5）带EGR位置传感器的废气再循环控制系统

EGR阀位置传感器检测EGR阀的实际位置，与ECU确定的目标位置比较，修正EGR电磁阀的控制信号，如图5-46所示。

图5-46　带EGR位置传感器的废气再循环控制系统

（6）装有背压修正阀的EGR系统

发动机负荷小，排气背压小，背压修正阀关闭，EGR阀关闭；发动机负荷大，排气背压大，背压修正阀打开，EGR阀打开；ECU通过EGR电磁阀控制EGR率，如图5-47所示。

图5-47　装有背压修正阀的EGR系统

4.废气再循环控制系统的组成

废气再循环控制系统由电控单元、三通电磁阀、废气再循环阀、废气调整阀及废气干道和真空管道组成，如图5-48所示。

图5-48　废气再循环控制系统的组成

5.废气再循环（EGR）工作原理

（1）废气再循环（EGR）通断控制

ECU根据点火开关、曲轴位置传感器、节气门位置传感器和冷却液温度传感器等输入的信号，判定发动机的运转工况，并对EGR控制电磁阀通电或断电。

当ECU对EGR控制电磁阀通电时，电磁阀开启使EGR阀开启，部分废气经废气再循环通道进入进气歧管。当ECU对EGR控制电磁阀断电时，电磁阀关闭使EGR阀关闭，不进行废气再循环。

当发动机处于以下工况时取消废气再循环：启动状态；发动机水温低于50℃；节气门位置传感器的怠速触点接通；发动机低速、小负荷运转（转速低于1000r/min左右）；发动机高速运转（转速高于4500r/min）；突然加速或减速，如图5-49所示。

废气中含有大量的CO2和水蒸气等接近于化学惰性的气体，将其导入汽缸后稀释气缸内的混合气，氧浓度相应降低，从而缓解了激烈的燃烧反应。CO2不能燃烧但能吸收热量，使温度下降、减少NOx的生成。(www.xing528.com)

图5-49　废气再循环（EGR）通断控制

（2）EGR率控制

EGR率过大，使燃烧速度太慢，燃烧变得不稳定，失火率增加，HC增加，动力性、经济性下降；EGR率过小，NOx排放达不到法规要求，易产生爆震、发动机过热等现象。因此，EGR率必须根据发动机工况要求进行控制。通常将EGR率控制在10%～20%，如图5-50所示。

图5-50　废气再循环率

提示：过量的废气，将使发动机的燃烧恶化，动力性、经济性下降。因此废气再循化的量要严格控制。且在某些特殊工况下，关闭废气再循化。

废气的引入量称为废气再循化率（EGR率）：

（3）EGR的控制策略

EGR的控制要综合考虑动力性、经济性、排放性能。

冷机、怠速和小负荷：NOx低，为了保证正常燃烧，不进行EGR。

大负荷、高速：保证动力性，同时混合气浓、NOx低，不进行EGR或减少EGR率。

部分负荷：随着负荷增加，EGR率允许值也增加。

在下列情况下不进行废气再循环：

①发动机转速低于900r/min或高于3200r/min时；

②发动机低温时；

③发动机怠速时；

④发动机启动时。

6.废气再循环（EGR）阀损坏对发动机的影响

EGR阀与进气歧管和排气歧管相连，通过真空管控制阀门的开启程度，决定传到进气歧管中的废气量。通过传感器，根据发动机的不同工况调节EGR阀的打开与关闭。

由于排气温度达700℃～800℃，而汽油的燃点为415℃～530℃，因此EGR阀需用冷却液对排气进行降温，如图5-51所示。

（1）积碳卡死关不严，废气一直参与燃烧，在接近EGR阀的汽缸混合气过稀，出现动力不足、加速无力、发动机抖动严重、发动机转速有时不稳定，且油耗高。

（2）EGR阀打不开：排气温度会适当提高，相应的水温也会缩短升温周期，导致三元催化转换器损坏、尾气不合格等。

图5-51　废气再循环冷却器

7.ECU控制的EGR系统的检修

（1）初步检查

检查真空软管有无破损，接头处有无松动、漏气等。

（2）就车检查

启动发动机，使发动机怠速运转。在冷车状态下踩下加速踏板，使发动机转速上升至2000r/min左右，此时手指上应感觉不到EGR阀膜片动作（EGR阀不工作）。在发动机热车（水温高于50℃）后再踩下加速踏板，使发动机转速上升至2000r/min左右，此时手指应能感觉到EGR阀膜片的动作（EGR阀开启）。

（3）EGR控制电磁阀的检查

测量电磁阀电磁线圈的电阻，一般为20～50Ω；拔下与EGR控制电磁阀相连的各真空软管，从发动机上拆下EGR控制电磁阀。在EGR控制电磁阀的电磁线圈不接电源时检查各管口之间是否通气，如图5-52所示。

（4）真空开关阀的检查

真空开关阀体具体的检查方法是：对着电控真空开关阀上的真空软管直接吹气，两个接口应相通；通电后，对着与废气再循环阀连接的管口吹气，这时两者不应相通，而通大气。然后，拔下开关阀的线束插头，在其插座上用万用表测量开关阀电磁线圈的电阻，其阻值为30～40Ω。若检查中有异常或电磁线圈短路、断路，则应更换废气再循环电控真空开关阀。

图5-52　EGR控制电磁阀的检查

（5）真空调节阀的检查

真空调节阀具体的检查方法是：拆下阀体上部各管口的真空软管，用手指堵住通向进气管的两个管口，并向其对侧的一个管口吹气（注意方向），此时应畅通无阻。接着将通向进气管的两根真空软管装上，并启动发动机，当发动机转速保持在2500r/min左右时，再向管口吹气，这时应感到气流严重受阻。如有异常，则应更换调节阀。