废气再循环:其作用与潜在问题

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从生活用品到垃圾分类,回收利用都非常重要。事实上,就连您的发动机也在循环再利用燃烧过程中产生的气体。

随着气候变化持续影响我们周围的世界,各国政府正在采取行动。对于日常用车者来说,这往往意味着麻烦。由于更严格的法规,汽车制造商被迫进一步减少过去20年来已经降低的尾气排放。柴油和汽油制造商正竭尽全力追赶电动和混合动力汽车,并遵守新的排放标准。

传统燃油发动机实现这一目标的方式之一是使用废气再循环系统。这一巧妙系统有助于减少一氧化氮——燃烧过程中最有害的副产品之一——从汽车尾气中排出。在汽油发动机上,该系统还能在发动机部分负荷运行时降低油耗。但EGR系统究竟是什么,EGR阀门如何工作,以及常见的EGR问题有哪些?如果您厌倦了寻找这些问题的答案,不用再找了!

什么是废气再循环系统?

简单来说,废气再循环系统减少了内燃机中的氮氧化物排放。该系统由EGR阀、温度传感器和控制单元组成,并连接到发动机的ECU以及进气和排气歧管。

其主要目标是减少这些氮氧化物排放,通过将废气再循环到燃烧室,冷却燃烧过程来实现。已经在燃烧中使用过的气体不参与下一次燃烧过程,但它们有助于减少氮氧化物以及燃烧室本身的温度。

希望保持燃烧室温度较低的部分原因是,如果燃烧温度高,可能导致发动机过热,并在发动机燃烧室中产生更多氮氧化物。通过将部分排气再循环到新鲜进气中,燃烧室中的燃烧温度得以降低,较低的燃烧温度导致更少的氮氧化物产生,发动机过热风险也更低。

系统如何工作及为何需要它?

EGR阀门工作原理

在燃烧过程中,空气通过进气歧管进入燃烧室并与燃料混合。当被压缩或点燃时(取决于系统),压力推动活塞向下以驱动发动机,废气通过排气歧管排出。如果发动机在全负荷下运行,即在其最大容量下运行,例如在急加速时,这个过程运行完美,通过进气歧管吸入的空气中的所有氧原子都在燃烧过程中被使用。

通常情况下,发动机仅在部分负荷下运行。当您在公路上行驶、怠速或缓慢寻找停车位时,发动机并未全负荷运行,我们称之为部分负荷。这在排放方面成为问题。因为注入的燃料较少(因为发动机不需要那么努力工作),并非所有氧原子都在燃烧过程中被使用。剩余的原子与氮(占通过进气歧管进入空气的70%)结合形成氮氧化物。不幸的是,这是一种有毒的空气污染物,正是新政府法规旨在避免的。这就是EGR发挥作用的地方。

在四冲程燃烧过程的最终排气阶段,当废气离开气缸时,部分废气被重新引导并通过泵送返回燃烧室。在到达那里之前,有一个废气再循环阀。EGR阀的位置取决于您的汽车系统,但它始终位于进气歧管之前,以便调节再循环气体的量。

已经在燃烧中使用过的气体与同样进入燃烧室的新鲜空气结合,随后进入燃烧室的气体是已在燃烧过程中使用过的气体和新鲜空气的混合物。阀门调节允许进入的气体量。

与ECU配合,传感器确定发动机的负荷,即发动机所需的功率,并相应计算再循环的废气量。

负荷越低, 再循环的废气越多,因为注入气缸的燃料较少,因此会产生更多有害的氮氧化物副产品。

如果负荷较高, 则允许更多新鲜空气和氧气进入,因此再循环的废气较少。由于已经使用过的气体是惰性的(不反应),没有风险它会与氧气反应产生更多排放。

气体的温度也对燃烧过程有影响,并带来另一个好处。由于废气是热的,它们减少了气缸内气体达到对活塞施加压力所需温度的时间,从而消除了“点火延迟”。简而言之,它使发动机运行更高效、更快速,提供更受控的燃烧。

如上所述,这个过程也降低了燃烧过程的温度。压缩气体提高了对活塞施加压力所需的温度。但惰性气体吸收了这种温度,因为它们处于比压缩气体更低的温度。热量被再循环气体吸收,意味着产生的氮氧化物副产品更少,发动机过热风险也更低。

常见的EGR问题有哪些?

EGR与发动机持续使用,因此系统承受非常高的负荷,这可能导致问题,特别是在高里程车辆上。由于阀门是这里系统最重要的部分,大多数问题与之相关。

如果您的EGR阀有问题,相当明显,因为您的汽车会出现不良的EGR阀症状,如怠速不稳和加速时顿挫。由于EGR阀故障,您的燃油经济性也会下降,并且您可能会在仪表板上看到检查发动机灯,随后在汽车的OBD-II或更新的计算机中读取到代码。

这些症状的可能原因将是EGR阀卡住。随着时间的推移,EGR阀内积碳的积累导致阀门允许较少或没有再循环气体通过,这意味着您的汽车性能将开始受到影响(ECU会假设燃烧所需的气体量存在,因为它假设阀门正常工作)。这在柴油EGR阀上尤其常见。这种积碳是车辆正常运行的一部分,可以通过清洁或更换阀门来修复。

清洁EGR阀并不像想象中那么复杂,您完全可以自己完成。一旦您找到并拆下EGR阀(位置因车辆而异,请查阅您的用户手册),轻轻摇晃它。如果您听到里面有东西前后移动,那是隔膜,这意味着您的EGR阀很可能仍然状况良好,只需要清洁即可恢复正常运行。如果您听不到任何声音,您的EGR阀可能卡住了。这不是一个确定的测试,但这是一个好的起点。

如果您有较新的EGR阀,它很可能是电子的,因此有电线束连接。在这种情况下,重要的是避免将腐蚀性清洁剂应用到电线和连接器上,当然,发动机也必须关闭。您还需要可靠的护目镜和耐化学手套。

清洁EGR阀

清洁EGR阀

首先拆下真空管, 这是连接到EGR阀的橡胶管。如果它易碎、断裂、磨损、以任何方式损坏或看起来不完美,请更换它。真空问题是各种发动机问题的根源,包括EGR阀故障。

然后断开电线束并解锁EGR阀。 如果在拆下螺母或螺栓后它没有立即脱落,您可以用木头或小锤轻敲来松动它。

接下来拆下垫片 并检查它是否状况良好,没有撕裂、磨损或分解。如果看起来不新鲜,您可以同时安装一个新的。

清洁整个阀门是一个两步过程。 首先,将阀门本身浸泡在装满化油器清洁剂的碗中。化油器清洁剂气味难闻且令人不快,因此在室外或通风良好的地方浸泡。如果可能,浸泡过夜。如果不可能,继续进行下一步。

重要!记住不要将EGR阀的电气部分放入化油器清洁剂中!

一旦您让EGR阀在清洁剂中浸泡过夜(如果可能),您需要用小刷子清洁其通道、开口和表面。浸在之前使用的相同化油器清洁剂中的牙刷和管道清洁器非常适合此目的。确保在此阶段使用护目镜和手套以避免受伤。您希望尽可能清洁阀门,并进入尽可能多的角落和缝隙——您清除的黑色沉积物越多,解决问题的机会就越大。

一旦它干净无垢,您可以重新安装清洁的EGR阀。记住重新连接真空管和电气连接(如果需要)。如果在清洁阀门后仍然遇到问题,您可能需要更换它。

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