废气再循环(Exhaust Gas Recirculation,简称EGR) 是一项将发动机排出的一小部分废气,重新引入进气歧管,与新鲜空气混合后再次进入气缸参与燃烧的技术。其核心目的是通过降低燃烧室的温度,来抑制氮氧化物(NOx)的生成,是满足当前严苛排放法规的关键技术之一。
氮氧化物(NOx)主要在燃烧室温度超过1800°C时由氮气和氧气反应生成。EGR技术的逻辑是“稀释”进气:将部分惰性的废气(主要成分为CO₂和H₂O)与新鲜空气混合,这会降低混合气中的氧浓度和比热容,从而降低燃烧峰值温度,从源头上抑制NOx的生成。
一个典型的EGR系统主要由以下部件构成:
冷却器:冷却回流废气,进一步降低进气温度和NOx排放。现代EGR多为带冷却器的“冷EGR”,其降温效果优于早期的“热EGR”。
管路与控制系统:连接排气歧管和进气歧管,并由传感器监测流量和温度。
EGR在柴油机和汽油机上的应用场景有所不同。
| 发动机类型 | EGR应用特点 | 主要效果 |
|---|---|---|
| 柴油发动机 | 几乎所有现代柴油机标配,通常采用高压EGR(从涡轮前取气)。 | 可减少50%以上的NOx排放。 |
| 汽油发动机 | 主要用于GDI发动机,多采用低压EGR(从涡轮后取气)。 | 在部分负荷工况下可降低3%-5%的油耗。 |
以柴油机为例,在实验条件下,开启EGR可将NOx排放浓度从145ppm降低至31ppm,减排效果达78.6%。在汽油机上,博格华纳的废气再循环(EGR)系统通过废气再循环技术有效提升燃油经济性,并结合主动恒温控制技术和废热回收技术优化排放。
EGR系统需要定期维护,常见问题包括: