柴油机技术研究
外置EGR需要增加EGR的管道和阀，以及排气的冷却装置。下面我们重点介绍。
EGR系统的工作原理
发动机在工作时产生NOx的条件有两个，一是高温，二是富氧，而EGR（废气再循环技术）系统的工作原理就是通过回引部分废气与新鲜空气共同参与燃烧反应（当发动机在负荷下运转时，EGR阀开启，使少量的废气进入进气歧管，与可燃混合气一起进入燃烧室；怠速时EGR阀关闭，几乎没有废气再循环至发动机），一方面废气中含有的大量CO2和水蒸气等，导入气缸后稀释缸内混合气，氧浓度相应降低；另一方面，废气中的CO2等均为不可燃气体，在燃烧室内不参与燃烧，但其可以通过吸收燃烧产生的部分热量来降低燃烧温度和压力——EGR通过减低氧气浓度和燃烧温度，二者结合有效抑制NOx
的生成。
图 5：EGR系统的工作原理
资料来源：百度图片，中信证券研究部
EGR系统的组成
参与整个EGR过程的主要部件有ECU、各种传感器、线束、气缸和EGR阀（电磁阀）。各种传感器采集发动机的转速、负荷、进气温度、压力、冷却水温度等信号，ECU根据这些信号控制EGR阀适时地打开，当EGR阀门打开，排气中的少部分废气经过EGR阀进入进气系统，与混合气混合后进入气缸参与燃烧。 但是，过度的废气参与再循环，将会影响混合气的燃烧、性能，从而影响发动机的动力性，特别是在发动机怠速、低速、小负荷及冷机时，再循环的废气会明显地影响发动机性能。所以，当发动机在怠速、低速、小负荷及冷机时，NOx排放浓度低，为了保证稳定燃烧ECU控制废气不参与再循环（即EGR阀门关闭），避免发动机性能受到影响。
当发动机在高速、大负荷时，为了保证发动机有较好的动力性，此时混合气较浓，NOx排放生成物较少，EGR系统不工作或减少EGR率。当EGR率小于10%时，燃油消耗量基本上不增加，当EGR率大于20%时，发动机工作不稳定，碳氢化合物的排放量会增加10%以上。因此通常将EGR率控制在10%～20%范围内较合适。
其中，EGR率＝EGR气体流量/（吸入空气量＋EGR气体流量）×100%
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