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國六egr進氣量和什麼有關系

生活 更新时间:2024-08-14 20:09:10

【卡車之家約稿】在說有無EGR的優劣勢之前先簡單先說一下EGR的概念,EGR簡單說就是廢氣再循環的意思,也就是把燃燒後的廢氣重新充入缸内,在這之中還分為冷EGR和熱EGR。

目前來看國六有幾種技術路線,按分類來看可以分為帶有EGR和無EGR兩種情況。現在國六車還沒有上市,等上市購買符合國六排放标準的車時就會對國六EGR技術有更深刻的了解。那麼國六EGR和非EGR路線各有什麼特點呢?兩種技術路線各有什麼優點和缺點呢?小編最近就整理了一下資料,給廣大卡友介紹一下上面這些問題。

國六技術路線

國六技術路線主要有EGR DOC DPF SCR路線、Hi-eSCR路線(高效選擇性催化還原系統)和EGR Hi-eSCR等等一些路線。

一、國六EGR路線

小編先介紹一下帶有EGR的技術路線,以EGR DOC DPF SCR為代表的技術路線是最為普遍的技術路線。在這中間有高、中、低EGR率三種模式,其中也是各有利弊

國六egr進氣量和什麼有關系(初探國六技術路線)1

▲圖1:玉柴YC6L(來源:卡車之家)

對廣大用戶來說也許不在乎其中的技術細節,但肯定是在乎我們日常使用中的體驗。下面小編将從動力性和經濟性兩方面進行分析。

國六EGR路線:動力性

在動力性方面,如果是低EGR率那麼對動力性影響不大,但是高EGR率對動力性就影響很大。

随着缸内廢氣增多,新鮮空氣的減少,形成的可燃混合氣減少,且因為可燃混合氣的減少燃燒速度降低,燃燒反應速度減弱,缸内最高壓力降低。

所謂在動力性方面也就是EGR對缸内壓力的影響,總體來看:随着EGR率的增高,燃燒室内的平均壓力爆發壓力都在減小

國六egr進氣量和什麼有關系(初探國六技術路線)2

▲圖2:EGR率對缸内壓力影響的曲線(來源:超星期刊)

在相同負荷下,也就是相同噴油量下,随着EGR率的升高,缸内壓力在降低,也就是做功能力在降低

這主要是因為缸内的廢氣增加,新鮮空氣減少,燃燒劇烈程度随着EGR的升高而降低。

國六EGR路線:經濟性

在經濟性方面,與非EGR相比,經濟性當然不如。經濟性當然與動力性也是相互關聯的,除了缸内爆發壓力降低之外,燃燒放熱率也在降低燃燒不完全程度增加,經濟性降低。

随着放熱率的降低,最高燃燒溫度的降低也就代表着經濟性降低。在柴油機的理想循環中可以看出最高溫度越高效率越高

然而最高燃燒溫度的降低不但與缸内新鮮空氣的減少,還與引入EGR氣體中二氧化碳水蒸氣占有較高的質量的分數相關。簡單來說三原子分子相比二原子分子有更高的比熱,也就抑制了溫度進一步升高。

二、國六EGR路線優點

顯然,将EGR應用到國六技術路線上也會有上面提到的缺點,但是如果隻有缺點的話,必然也就會被抛棄了,下面就是将要讨論的優點啦。

有了EGR的參與首先帶來的好處就是排放的降低,其次就是柴油機工作穩定性變好,最後就是後處理系統穩定性會更好。

國六egr進氣量和什麼有關系(初探國六技術路線)3

▲圖3:某一工況下不同EGR率的排放比較(來源:超星期刊)

降低排放是其主要目的,能夠降低氮氧化物的排放。對發動機來說,帶有EGR是為了降低缸内燃燒溫度,使其不具備生成氮氧化物的條件,進而使排放達标。

在國六排放中就能相應的減輕後處理的壓力,對後處理的要求降低,無論是後處理裝置的結構複雜性和成本都會有一定程度的降低。

還有就是體現在卡友日常使用中就是SCR還原劑的使用量降低,也就是尿素的使用量降低。

引入EGR的第二個好處就是柴油機“天生”的工作粗暴有所減緩,工作噪聲降低,使用中有良好的客戶體驗。

正是因為這是一種廣泛采用的技術,所以應用成熟,維修方便。使用EGR是國四、國五技術的傳承,所以在我們進入國六時代時,使用EGR是一種較為穩妥的方案,在使用過程中少有“稀奇古怪”的故障。

三、國六非EGR路線

國六egr進氣量和什麼有關系(初探國六技術路線)4

▲圖4:康明斯DPF DOC SCR一體式後處理系統(來源:卡車之家)

在非EGR的方案中,好處就是動力性和經濟性上更有優勢,減少了有關與EGR的零部件,自然也就不會有EGR的故障。

與帶有EGR系統相比,非EGR散熱系統更好做。在有EGR系統中,為了不減少新鮮進氣量,發動機采用冷EGR。

正是采用冷EGR,使用EGR冷卻液,發動機的熱負荷增加,增加了散熱器的負擔。若是不采用冷EGR,而直接使用熱EGR,則會出現進氣溫度增加,氣體随着溫度升高而使體積膨脹,實際進氣量減少。

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▲圖5:EGR冷卻循環(來源:網絡圖片)

DOC DPF一體封裝的技術,機型适用性不強,需要特定匹配,這無疑增加的設計成本,相應的傳導到終端售價上。

将所有的排放污染物都放到尾氣後處理中,尾氣後處理器處理壓力加大,需要DOC DPF一體封裝技術和Hi-eSCR系統的高效、準确的配合使用。

國六egr進氣量和什麼有關系(初探國六技術路線)6

▲圖6:上汽菲亞特非EGR國六

為了配合後處理裝置的高效使用,需匹配必要的缸内燃燒技術。後處理裝置的集成使得排氣被壓升高,排氣阻力加大,排氣能量損耗升高,有效功率降低。發動機動力性有一定的損耗,經濟性也有相應的降低。

正是後處理對氮氧化物的要求更高,所以尿素使用量更高。也是因為尿素使用量高,需要更加精準的使用控制,不能出現尿素結晶這種使得排放惡化的故障。

若是控制精确度達不到,就會出現新的排放污染物,比如未被氧化的氨,這樣反而吃力不讨好。

無論是使用EGR還是不使用EGR,都應該落實到用戶使用體驗,而不能作為宣傳噱頭使用。

總結

在國六方案中既有EGR方案也有非EGR方案。對于非EGR方案而言,其動力性和經濟性在理論上會好一些。但是這種非EGR理論上成立的“省油”,EGR的理論上的“費油”,在實際使用中是可能不成立的,還需要通過實際使用檢驗

使用EGR既有好處,也有壞處,總的來看就是看“得到”和“付出”值不值得。如果使用EGR的缺點大于使用EGR的優點,亦或是有新的技術來代替EGR,我們也就不得不抛棄EGR了。如果好處大于其所帶有的缺點,那麼帶有EGR的技術也就會繼續使用下去。

非EGR技術優缺點正好是使用EGR的反面,其中不合适國六的地方仍需要改進。開發難度相對較低,經濟性較好,但是對後處理裝置要求較高。(文/ 卡車之家特約作者:封狼居胥)

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