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从垃圾分类到人生规划,回收利用都是件好事。事实上,就连您的发动机也在通过再循环燃烧过程的气体进行回收利用。
随着气候变化持续重塑我们周围的世界,各国政府正在采取行动。对日常汽车用户而言,这往往意味着麻烦。汽车制造商迫于更严格的法规,在过去二十多年里不得不进一步减少尾气排放。柴油和汽油汽车制造商正全力以赴追赶电动汽车和混合动力汽车,以符合新的排放标准。
传统燃油发动机实现这一目标的方法之一,就是采用废气再循环(EGR)系统。这个巧妙的系统有助于减少车辆尾气中排放的氮氧化物——这是燃烧过程中最具危害性的副产品之一。对于汽油发动机,该系统还能在发动机部分负载运行时降低油耗。但EGR系统究竟是什么?EGR阀门如何工作?常见的EGR问题有哪些?如果您厌倦了寻找这些问题的答案,那么您的搜索可以到此为止了!
什么是废气再循环系统?
简而言之,废气再循环(EGR)系统能减少内燃机中氮氧化物(NOx)的排放。该系统由EGR阀门、温度传感器和控制单元组成,同时连接至ECU和发动机的进气/排气歧管。
其主要目的是减少这些氮氧化物(一氧化氮)的排放,通过将废气再循环至燃烧室来降低燃烧温度实现这一目标。已参与过燃烧的气体不会再次参与燃烧过程,但仍有助于减少氮氧化物并降低燃烧室本身的温度。
希望保持燃烧室低温的部分原因在于:较高的燃烧温度可能导致发动机过热,并在发动机燃烧室内产生更多氮氧化物。通过将部分废气再循环至新鲜进气中,可降低燃烧室内的燃烧温度,更低的燃烧温度意味着更少的氮氧化物和更不易过热的发动机。
系统如何工作及为何需要它?

作为燃烧过程的一部分,空气通过进气歧管进入燃烧室与燃料混合。经压缩或点火后(视系统类型而定),压力推动活塞下行驱动发动机,废气则通过排气歧管排出。当发动机全负荷运行时,即在急加速等情况下以最大功率工作时,这个过程完美运行,通过进气歧管吸入的空气中的所有氧原子都会参与燃烧过程。
但通常情况下,发动机仅处于部分负载运行。当您在公路上正常行驶、处于怠速状态或缓慢寻找停车位时,发动机并非全功率运行,这被称为部分负载。这在排放方面会产生问题:由于喷油量减少(发动机无需全力工作),并非所有氧原子都会参与燃烧过程。剩余的原子会与氮气(占进气歧管吸入空气的70%)结合形成氮氧化物(NOx)。遗憾的是,这正是一种有毒的大气污染物,也是政府新规旨在杜绝的物质。此时EGR系统就发挥了作用。
在四冲程燃烧过程的最终排气阶段,当废气离开气缸时,部分废气会被内部重新引导,泵送回燃烧室。在到达燃烧室之前,会经过废气再循环阀门。EGR阀门的位置因车辆系统而异,但始终位于进气歧管前方,可调节再循环废气量。
已参与燃烧的气体与进入燃烧室的新鲜空气混合,随后进入燃烧室的气体将是已燃废气与新鲜空气的混合物。阀门负责调节该气体的容许流量。
通过与ECU协同工作,传感器判断发动机负载(即发动机所需输出功率),据此计算再循环废气量。
负载越低, 再循环的废气越多。因为喷入气缸的燃料越少,会产生更多有害的氮氧化物副产物。
负载较高时, 会吸入更多新鲜空气和氧气,因此再循环的废气更少。由于已燃气体呈惰性(不发生反应),不存在与氧气反应产生更多排放物的风险。
气体温度也会影响燃烧过程,带来另一项优势:废气温度较高,能缩短气缸内气体达到推动活塞所需压力的时间,从而消除”点火延迟”。简言之,这使发动机运行更高效、更迅速,并提供更可控的燃烧过程。
如前所述,该过程还会降低燃烧过程的温度。压缩气体需要升高温度才能对活塞产生压力。但惰性气体温度低于压缩气体,会吸收这部分热量。热量被再循环废气吸收,意味着更少的氮氧化物副产物和更低的发动机过热风险。
常见EGR问题有哪些?
由于EGR系统始终与发动机协同工作,系统承受极高负荷,特别是在高里程车辆上易引发问题。阀门是系统最关键部件,大多数问题都与之相关。
若EGR阀门出现故障,车辆会表现出明显症状,如怠速不稳或加速时熄火。故障的EGR阀门还会导致油耗增加,仪表盘可能亮起发动机故障灯,并可通过车辆OBD-II或更新型电脑读取故障码。
这些症状的可能原因是EGR阀门堵塞。随着时间推移,EGR阀门会积聚沉积物,导致阀门减少或完全阻断废气再循环,车辆性能开始下降(因为ECU会假设阀门正常工作,认为燃烧室存在适量废气)。这种情况在柴油机EGR阀门上尤为常见。这种沉积是车辆正常行驶的一部分,可通过清洁或更换阀门进行修复。
清洁EGR阀门并不像想象中复杂,完全可以自行操作。定位并拆下EGR阀门后(位置因车型而异,请参阅用户手册),轻轻摇晃。若听到内部有物体来回晃动声,说明是隔膜,这通常意味着EGR阀门仍处于良好状态,仅需清洁即可恢复正常工作。若未闻声响,则阀门可能已堵塞。这虽非决定性测试,但是个良好的开端。
若您的EGR阀门较新,很可能是电子式,因此会连接线束。这种情况下,务必避免将腐蚀性清洁剂接触到线束或连接器,当然发动机也需保持关闭。还需要可靠的护目镜和耐化学品手套。
清洁EGR阀门

首先,拆卸真空管路。 这是连接EGR阀门的橡胶管路。若出现脆化、断裂、磨损、任何形式的损伤或任何不完美迹象,请予以更换。真空问题会导致包括EGR阀门故障在内的各类发动机问题。
接着,断开电气线束,解除EGR阀门锁止装置。 若卸下螺母或螺栓后阀门仍未松动,可用木块或小锤轻敲使其松动。
然后,拆下垫片, 检查其是否完好,无撕裂、磨损或碎裂。若看起来状态不佳,可趁此机会安装新垫片。
阀门组件的清洁需分两步进行。 首先,将阀门本身浸入盛满化油器清洁剂的容器中。化油器清洁剂气味刺鼻令人不适,请在室外或通风极好处浸泡。如可能最好浸泡整夜。若无法实现,则继续下一步。
将EGR阀门在化油器清洁剂中浸泡整夜(如可能)后,需用小刷子清洁其通道、开口和表面。之前使用的蘸过化油器清洁剂的旧牙刷或管道清洁刷非常适合此操作。此时请佩戴护目镜和手套以防受伤。尽可能彻底清洁阀门,深入每个角落——清除的黑色沉积物越多,解决问题的可能性就越大。
待阀门清洁无垢后,即可重新安装清洁过的EGR阀门。别忘了按需重新连接真空软管和电气接头。若清洁阀门后问题依然存在,则可能需要更换新阀门。