二氧化碳及其他未受控气体可能危害环境与您的钱包

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从购物袋到日常生活，再到垃圾分类，回收利用无处不在。事实上，就连您的发动机也在回收利用燃烧过程中产生的废气。

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。对于普通汽车用户而言，这往往意味着麻烦。迫于更严格的法规，汽车制造商在过去二十多年里不得不进一步减少废气排放量。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，并遵守新的排放标准。

废气再循环（EGR）系统是传统燃料发动机实现这一目标的方式之一。这个巧妙的系统有助于减少一氧化二氮——燃烧过程中最有害的副产品之一——从您汽车排气管排出的量。对于汽油发动机，它还能减少发动机在部分负荷运行时的燃料消耗。但是，什么是EGR系统？EGR阀如何工作？EGR有哪些常见问题？如果您厌倦了寻找这些问题的答案，那么您无需再找了！

什么是废气再循环系统？

简而言之，废气再循环（EGR）系统可减少内燃机产生的氮氧化物排放。该系统由EGR阀、温度传感器和控制单元组成，连接到ECU以及发动机的进/排气歧管。

其主要目的是减少这些氮氧化物排放。这是通过将废气回收到燃烧室，并在那里冷却燃烧来实现的。已经参与过燃烧的气体不会参与下一次燃烧过程，但有助于减少氮氧化物并降低燃烧室本身的温度。

我们希望保持燃烧室温度较低的部分原因是，高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到新鲜进气中，可以降低燃烧室内的燃烧温度，较低的燃烧温度意味着更少的氮氧化物和更低的发动机过热风险。

系统工作原理及其必要性

作为燃烧过程的一部分，空气通过进气歧管进入燃烧室，并与燃料混合。经过压缩或点火后（取决于系统），压力将活塞向下推，从而驱动发动机，废气则通过排气歧管排出。当发动机在全负荷下运行时，例如在急加速时以其最大能力运行，这个过程运作完美，进气歧管吸入的空气中的所有氧原子都在燃烧过程中被消耗掉。

通常情况下，发动机仅在部分负荷下运行。当您在公路上正常行驶、处于怠速状态或在停车场缓慢寻找车位时，发动机并非以其全部能力运行，这被称为部分负荷。这在排放方面会产生问题。由于喷射的燃料较少（因为发动机不需要那么努力地工作），并非所有氧原子都会在燃烧过程中被消耗。剩余的原子会与氮气（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，也正是政府新规试图防止排放的物质。这时EGR就派上了用场。

在四冲程燃烧过程的最终排气阶段，当废气离开气缸时，一部分废气在内部被分流，并被泵送回燃烧室。在到达燃烧室之前，设有废气再循环阀。EGR阀的位置因汽车系统而异，但它始终位于进气歧管之前，因此可以调节再循环气体的量。

已经参与过燃烧的气体与进入燃烧室的新鲜空气结合，因此随后进入燃烧室的气体是已燃烧气体和新鲜空气的混合物。该阀门调节着这种气体的允许量。

与ECU协同工作，传感器判断发动机的负荷，即发动机被要求输出的功率大小，并据此计算需要再循环的废气量。

负荷越低， 再循环的废气就越多。这是因为喷射到气缸的燃料较少，因此会产生更多有害的氮氧化物副产物。

负荷较高时， 允许进入的新鲜空气和氧气就越多，因此再循环的废气就越少。由于已使用的气体是惰性的（不发生反应），它们没有与氧气反应产生更多排放物的风险。

气体的温度也会影响燃烧过程，并提供另一个好处。由于废气是热的，它们缩短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，这使发动机效率更高、响应更快，并提供更可控的燃烧。

如上所述，这个过程也降低了燃烧过程的温度。压缩气体需要升高温度才能对活塞施加压力。然而，惰性气体比压缩气体温度低，因此会吸收这部分热量。热量被再循环的气体吸收，这意味着更少的氮氧化物副产物和更低的发动机过热风险。

EGR常见问题

由于EGR始终与发动机一同使用，系统承受着极高的负荷，尤其是在高里程车辆上，这可能导致问题。由于阀门是系统中最重要的部分，大多数问题都与之相关。

如果EGR阀出现问题，不良的EGR阀症状在汽车上会表现得相当明显，例如怠速不稳或加速时熄火。故障的EGR阀还会导致燃油经济性变差，并且仪表盘上的发动机检查灯可能会亮起，在汽车的OBD-II或更新版本的计算机上可以读取到相关故障代码。

原因

这些症状的可能原因是EGR阀堵塞。随着时间的推移，EGR阀上会积聚沉积物，导致阀门几乎或完全不允许再循环气体通过，汽车性能开始下降（因为ECU假定阀门正常工作，并认为存在适当量的气体用于燃烧）。这种情况在柴油EGR阀上尤其常见。这种积碳是车辆正常行驶的一部分，可以通过清洁或更换阀门来修复。

清洁EGR阀并不像您想象的那么困难，当然可以自己动手。找到并拆下EGR阀后（位置因车辆而异，请查阅用户手册），轻轻摇晃它。如果您听到内部有东西来回移动的声音，那是隔膜——这意味着EGR阀很可能仍处于良好状态，只需清洁即可恢复正常功能。如果什么也听不到，EGR阀可能已卡住。这不是一个决定性的测试，但是一个很好的起点。

对于较新的EGR阀，很可能是电子式的，因此连接有线束。在这种情况下，重要的是不要让腐蚀性清洁剂接触到电线或连接器，当然发动机也必须关闭。还需要可靠的眼部防护具和耐化学品的手套。

EGR阀清洗

首先，拆下真空管。 这是连接到EGR阀的橡胶管。如果它看起来易碎、破裂、磨损、以任何方式损坏或不完美，请更换它。真空问题会导致各种发动机故障，包括EGR阀故障。

接下来，断开电气线束，并松开EGR阀的锁紧装置。 拆下螺母或螺栓后，如果它没有立即脱落，用木块或小锤轻轻敲击可能有助于使其松动。

然后，拆下垫片， 并检查其状况是否良好，没有撕裂、磨损或碎裂。如果它看起来不新鲜，您可以同时安装一个新的。

整个阀门的清洁是一个两步过程。 首先，将阀门本身浸入一个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，请在室外或通风极好的地方进行浸泡。如果可能，浸泡过夜。如果不可能，请继续下一步。

将EGR阀在化油器清洁剂中浸泡一夜（如果可能）后，您需要使用小刷子清洁其通道、开口和表面。之前使用过的、蘸有相同化油器清洁剂的旧牙刷或管道清洁器非常适合此任务。此时请使用眼部防护具和手套以防受伤。尽可能清洁阀门的更多部分，并尽力清理所有角落和缝隙——清除的黑色沉积物越多，解决问题的可能性就越大。

当阀门变得干净且无积碳后，您就可以重新安装清洁过的EGR阀了。别忘了在需要时重新连接真空软管和电气连接。如果在清洁阀门后问题仍然存在，则可能需要更换。

有进必有出 – 燃烧后废气的去向

燃烧过程堪称精妙绝伦。仅通过空气与燃料，运用压缩或点火产生机械动力的这一过程，堪称史上最重要的科学发现之一。但伴随动力产生的废气必须通过排气系统排出，这正是排气歧管的核心使命。这使得歧管即使仅是气体流通的部件，也成为了发动机最重要的组件之一。

这个发动机关键部件还承担着部分冷却发动机、保障持续燃烧的功能。若其失效，所有科学原理都将失去意义。但它究竟是什么？排气歧管温度有多高？为何排气歧管螺栓会断裂？请继续阅读，了解关于这个关键汽车发动机部件的一切知识及常见故障识别方法。

什么是排气歧管？其重要性何在？

汽车排气歧管用于将发动机气缸产生的废气引导至底盘下方的排气管。废气离开排气歧管后，会流经排放系统和车辆消音器，最终从尾管排出。

歧管作为金属部件，在L型头发动机中通过螺栓固定在气缸体侧面，在I型头发动机中则安装在气缸盖侧面。对于二缸、三缸、四缸发动机，由于仅有一个排放废气的气缸列，故只配备单个排气歧管。

但采用“V”形布局的发动机（V6、V8、V12）则为每个气缸列配备两个歧管。部分V8发动机中，每个歧管连接独立的排气管、消音器和尾管。其他发动机则通过交叉管道连接，共享消音器和尾管构成单一排气系统。

排气门通过旋转清除发动机燃烧过程的残余物。当发动机进气门开启且活塞下行（即空燃混合气被吸入进气门时），排气门也会微启。若无歧管，所有燃烧气体会急速涌出，使排气门成为气缸内气流阻力最小的通道。伴随进气吸入的空气与燃料，发动机将通过排气门吸入冷空气，导致燃烧室温度呈指数级上升，迅速熔毁排气门、气门座和活塞顶部。这种现象被称为“回火”，以摧毁发动机而闻名。歧管正是防止此现象的关键。

排气歧管内的气体温度极高且压力巨大。这种高压会推动气体“喷射”通过歧管进入排气管。由于废气具有质量，因而产生惯性，在离开歧管时形成所谓“扫气”效应产生的真空。这能将剩余气体从发动机中吸出，为下一燃烧周期做好充分准备，提升效率。标准铸铁或“原木”型歧管通常几乎没有这种动力扫气效果。该效应在专为改善扫气设计的管状集气头中最为显著。

歧管材质

通常歧管由钢管、不锈钢或铸铁制成。不锈钢因防锈且寿命最长而价格最高，钢管能提供良好气体流动性也广为使用。

但您会发现大多数车辆使用铸铁歧管。虽然制造成本较低，但比钢材更重，随时间推移会变脆易裂。后续将详述此点。

多数歧管仅为裸露金属，但有时会采用陶瓷涂层进行隔热处理。这种方式成本高昂，故常使用相对廉价的“排气包裹”替代。但这种包裹会缩短歧管寿命。

因排气歧管温度极高，大多配备金属隔热罩以保护引擎舱内其他部件。这可防止发动机不必要的熔损！

更换歧管时，可选择原厂件、售后替代品甚至其他车辆的二手件。首要需确认其材质与使用年限。

排气歧管故障症状

排气歧管故障可能导致发动机动力下降、预热时间延长、燃油经济性恶化及催化转化器早期损坏等严重后果。为避免这些问题，了解预示歧管存在裂纹、泄漏或其他故障的征兆至关重要。

发动机异响过大

发动机异响是排气歧管垫片泄漏的重要指标。歧管垫片通过在歧管与气缸盖间形成气密防止泄漏。损坏的垫片会产生嘶嘶声或咔嗒声。冷启动时声响最明显，加速时加剧。

动力与加速性能下降

若歧管垫片泄漏，您会察觉车辆性能不如以往或应有状态。歧管提供的背压确保燃烧过程尽可能完善。若未产生真空，过程效率将大打折扣。车辆提速缓慢，静止起步加速无力。若不修复泄漏，问题只会恶化。但需注意，动力与加速下降并非仅由歧管引起。

燃油经济性恶化

燃油经济性与性能密切相关，车辆动力损失时油耗会增加。为维持排气系统正常时应有的性能水平，发动机需更高效运作。或许您会权衡维修歧管的成本，但长期累积的额外燃油费用将远超维修支出。

歧管锈蚀

锈蚀可能发生在所有金属部件，尤其暴露在空气中的零件（锈蚀由金属氧化引起）。歧管作为金属件，特别是铸铁材质更易生锈。其靠近地面且暴露于潮湿碎石环境的特点使其尤为脆弱。当锈蚀严重导致歧管出现孔洞或裂纹时，气体泄漏会产生巨大发动机轰鸣或嘶嘶声。这无疑需要专业处理，很可能需更换歧管。

可见裂纹

除可能的异响与性能下降外，歧管裂纹最直观的表现就是表面可见裂缝。检查时需仔细勘察歧管，特别关注螺栓固定处及热集中区域。较大裂纹较易发现，但细微发丝状裂痕可能难以察觉。全面检测可能需要拆卸歧管。此类问题直接提示更换排气歧管的必要性。

排气异味

排气异味是排气歧管泄漏最明显的症状之一。歧管裂纹也会导致部分废气从裂缝而非尾管末端泄漏，引发强烈异味。车内可能不易察觉，但若打开发动机舱发现歧管周边散发恶臭，则是明确信号。存在排气异味意味着裂纹或泄漏已相当严重，可能危害健康。

如何更换排气歧管与垫片

对于裂纹型排气歧管，基本没有替代更换的方案。试图密封裂纹实属不妥，使用某些密封产品若操作不当甚至可能损害歧管本身性能。

排气歧管垫片也可通过更换解决泄漏问题，但也可进行维修。“爆裂”的排

请检查氧传感器以确保发动机能正常呼吸。

在记忆的某个角落，“lambda”这个词可能会让你想起什么。代表lambda的符号“λ”可能更能唤起记忆。Lambda是数学和物理学中表示任意波长的术语，长期以来一直是英国教育课程的一部分。但这与你的车有什么关系呢？

氧传感器因其部分工作原理而得名，它测量发动机在不同模式下的输出波形，以确定排气中排出了多少氧气。

基本上，这个传感器测量汽油与空气的比例，即排气中的氧气量。这是为了确保汽油量被精确调整，并且催化转化器能够净化它。

一个完全正常工作的氧传感器有很多好处，而如果出现问题，它也可能引发很多麻烦。因此，为了确保你处于正确的波长，我们为你提供关于氧传感器是什么、它是如何工作的以及如何检测故障的详细指南。

氧传感器是20世纪70年代由沃尔沃首次开发的一种小型传感器。氧传感器的位置在所有车辆上都是相同的，位于汽车的排气系统中，在排气歧管和催化转化器之间。原则上，氧传感器与氧气传感器是相同的。较新的汽车可能配备两个氧传感器或O2传感器，第二个位于催化转化器之后。柴油车也像汽油车一样装有氧传感器。

氧传感器与催化转化器协同工作，将经过催化转化器的排气作为“信号”发送。传感器测量汽油与空气的比例，确保喷射的汽油量正好是所需量，并且可以被催化转化器净化。这个空燃比是理论空燃比，或称为lambda比（传感器名称的由来）。

那么，氧传感器是如何工作的？

氧传感器测量氧气量，并通过优化空气与燃料的混合比来调整送入发动机气缸的燃料量。这种优化的空燃混合比使发动机能够以最佳性能运行。由于氧传感器位于催化转化器之前，它可以测量燃烧后未燃烧碳氢化合物中的空气和燃料量。因此，它可以判断是空气过多（需要喷射更多燃料）还是碳原子和有害排放物过多（需要更多空气与燃料反应）。它还确保催化转化器正常工作，该转化器负责去除车辆排放的燃烧过程中产生的有害和有毒副产物。

数据收集后，会被发送到电子控制单元（ECU），ECU控制排放的气体量以减少污染物排放。

在燃烧过程中，必须始终有适量的空气和燃料发生反应。如果混合物中空气量过少，发动机将处于“浓”状态，产生过量未燃烧燃料。未燃烧燃料会产生污染，而这正是我们试图避免的。另一方面，如果燃料混合物中空气过多，则处于“稀”状态。稀薄的燃料混合物倾向于产生更多的氮氧化物污染物，这也是应避免的有毒物质。这还可能导致发动机性能下降或潜在的发动机损坏。

同样，氧传感器也会影响燃油消耗和性能。如果向发动机喷射过多燃料，显然会增加加油频率。因此，获得正确的氧传感器读数至关重要。

如何测试氧传感器？

测试氧传感器是否仍在工作非常简单。

你可以使用排气测试仪或四气体排放分析仪检查氧传感器。这类似于排放测试的方法，也可以在车库进行。Lambda值是通过检查60秒内排气成分的变化来计算的。

你也可以使用万用表。将其并联连接到传感器的信号线上，并设置为1V或2V。启动发动机后，你应该看到读数在0.4V到0.6V之间。当发动机达到工作温度时，读数应在0.1V和0.9V之间交替波动。

最后，还有专门设计用于测试氧传感器的设备。与万用表类似，将测试仪连接到信号线上，当达到适当温度时，会使用LED刻度显示读数。

氧传感器应读取什么值？

这非常简单 – 它应该读取1。如果小于1（λ <1），意味着空燃混合气过浓；如果大于1（λ> 1），则意味着混合气过稀。

氧传感器为什么会故障？

氧传感器故障有几个原因。加热器元件是一种电阻材料，抵抗电子流动产生热量，这是早期故障最常见的原因。如果电阻烧毁导致电路开路，传感器就会故障。这时需要更换传感器。连接检测电极到PCM的电路故障也会导致传感器失灵。来自传感器外部的污染物（来自道路或发动机本身）积聚并堵塞空气入口，也可能导致无法评估排气的氧含量。

氧传感器故障的症状

当氧传感器故障时，数据不会被发送到ECU，ECU会使用错误的信息。这会导致燃油消耗增加，随后污染物排放也很可能增加。这也可能意味着催化转化器堵塞，需要更换。