浅谈废气再循环EGR的作用以及存在的意义

　　提起废气再循环（EGR）相信绝大多数的朋友都明白，无非就是将燃料燃烧后产生的废气重新导入回进气歧管并与新鲜空气再度形成新的混合气体参与燃烧，其目的在于降低燃烧室的温度从而防止氮氧化合物的产生（NOx），实际上燃烧后的废气并不会参与燃烧，只是依靠惰性气体二氧化碳的高比热容来降低燃烧室的温度，从而起到抑制氮氧化合物的作用，从而让排放得到提升，这就是早期EGR的作用与意义；但随着内燃机技术的不断发展，过去曾广泛应用于柴油机上的EGR逐渐被更多的主机厂用于汽油机上，而用在汽油机上的EGR可不仅仅是为了提高排放，更多的是为了降低油耗，也可以间接的改善动力，所以现如今越来越多的主机厂开始在汽油机上应用EGR…
　　EGR的原理
　　实际上很多汽油机都搭载了EGR，只不过这些发动机在进入咱们国内的时候纷纷将EGR给阉割掉了，原因就是这东西成本不低，而对于汽油机来说，如今的燃油品质很高，随着乙醇汽油的普及，在汽油机上基本不存在排放问题，所以这些用于减少氮氧化物的EGR纷纷被阉割掉，比如本田的L15A1发动机，在国外的版本是具有EGR阀的，但国内的版本则是用一个金属小吊环把通道给堵住了，所以对于汽油机而言配备EGR的目的并不是抑制氮氧化物从而提高排放的水平，在未来EGR将成为降低油耗的重要手段…
　　EGR控制阀废气再循环EGR是如何减少氮氧化物含量的O+N2=NO+N，反应温度为1727度以上N+O2=NO+O，反应温度约27度以上N+OH=NO+H，反应温度约27度以上
　　实际上这三个反应方程式就是燃油燃烧产生一氧化氮的原因，所谓对人体及环境造成损害的氮氧化合物是一氧化氮（NO），而二氧化氮生成量本身就很少，所以一般不会针对二氧化氮去搞什么解决方式，解决排放主要就是降低一氧化氮的生成；在上面三个方程式中第一个为高温状态下反应，而另外两个则是低温反应式，重点就在于第一个反应式，如果我们可以终止第一个反应式的进行，那么就可以阻断NO与N的产生，那么后面那两个低温下的反应式就根本不会进行了，这样一来就可以根除一氧化氮的产生；所以废气再循环EGR利用降低燃烧室的温度来抑制一氧化氮的产生是有理论依据的，只要温度足够低，那么就完全可以根除一氧化氮的产生量，这就是利用废气再循环EGR改善排放的原理；但此举也仅仅是缓解排放，至于根除一氧化氮是做不到的，未来EGR会极大程度与米勒（阿特金森）循环相互配合，从而营造出更加低温的循环，内燃机的低温化是一个趋势…
　　废气再循环EGR是如何降低油耗的
　　在很多朋友的认知中，EGR并不是什么必不可少的配置，因为这东西造价不低，而且还很容易堵塞，而绝大多数情况下都是通过VVT改变排气门的关闭状况来留存住一部分燃烧废气，从而增加惰性来改善排放，所以汽油机上应用EGR看上去似乎有些鸡肋？但实际上在汽油机上应用EGR的主要目的并不是改善排放，虽然它有抑制一氧化氮生成的功效，但实际上是为了降低油耗，没错EGR就是有降低油耗的功效…
　　EGR废气再循环将部分废气重新引入进气端，提高了进气压力，从而减少了泵气的损失，简单点说就是提高了进气压力间接等同于增加了气缸的容积效率，这样一来在进气门关闭时，活塞上方的压力就更大，所以这增加的压力就会对活塞下行起到促进的作用，实际上有些类似涡轮增压，机械增压的作用，只不过没有增压那么强力；所以在自然吸气发动机上配备EGR可以有效的提高发动机的进气压力，减少泵气损失，从而降低油耗，丰田的6AR发动机就是这么做的;其次增加了进气压力，对于动力也起到了一定的促进作用，所以EGR并不都是会导致燃烧恶化的…
　　EGR的各种功效
　　众所周知，发动机是存在加浓喷射工况的；加浓喷射的目的有两个，其一在车辆进行加速时必然会进行燃油的加浓，因为当过量空气系数为0.88时的混合气体最具有爆发力（此时的空燃比降低至12.8左右）；其二用于车辆冷启动时的燃油加浓，目的在于提高雾化程度（尤其是低温环境下，加浓程度很高）；其三用于在发动机较高负荷的时候给发动机降温，当然从缸内直喷发动机的角度来看，燃油的加农喷射更容易控制；因为发动机处于高负荷区间时，缸压，温度都很高，极容易导致爆震的产生，所以需要加浓燃油来起到降温的作用从而避开爆震区域，但多喷射的燃油在起到降温作用后无法彻底燃烧也就浪费掉了，而当发动机高负荷运转时，依靠EGR引入一股废气来降低缸内温度，就可以取代高温开环控制，从而不再需要燃油的加浓来降温，这样一来也可以降低油耗；其次依靠冷EGR可以有效压制缸内温度，所以可以令主机厂更加大胆的去提高压缩比，从而达到更高的热效率；其实通过乙醇汽油的普及，已经令很多主机厂提高发动机的压缩比变得更加容易，而配合冷EGR在未来或进一步提高发动机的压缩比，要知道不断去提高压缩比就等同于不断的提高热效率，这也同样是降低油耗最有效，最直接的方式…
　　冷却EGR系统
　　总而言之现如今EGR的作用早已不是用于改善排放了，或许对于那些排放压力巨大的柴油机而言，EGR仅仅是改善排放的手段，但对于汽油机，使用EGR则是为了降低油耗，发动机保持更加低温的循环对实现更高的压缩比，更高的热效率都是有促进作用的，而对于一些小排量涡轮增压发动机而言，EGR可以降低排气温度，令涡轮增压器的需求降低，从而更容易改善发动机的实际性能；汽油机广泛应用EGR就是未来的发展趋势，当然会结合涡轮增压，米勒循环来实现内燃机的小排量化，轻量化，低转速化，低温化，低油耗化以及高性能化，所以这EGR并不像表面那么简单，这也正是现如今越来越多的车型上配备EGR的原因…