המסגרת ההדקה של תקנות פליטות גלובליות, מתקני רכב נמוך של קליפורניה ועד הצעות יורו 7 של האיחוד האירופי, עשתה תחמוצות של חנקן (NOx) האתגר המגדיר של מנועי הפחתת הניצוץ המודרניים, בעוד ש- 3 המסלולים (TWC) ממשיכים את מערכת ההנעה הכימית העיקרית של המערכת לאחר טיפול, יעילותה בצמצום NOx תלויה במידה רבה בשמירת יחס דלק מוסטומטי מדויק של דלק (דלקת) המופעל על ידי הגבלת כוח, אשר פועל עם לחץ אווירי, אשר פועל באופן מקיף יותר ויותר, עם לחץ אווירי, עם לחץ אווירי, עם לחץ אווירי, אשר פועל עם לחץ דם פולשנית לחץ אווירי, תוך כדי הגבלת זמן קצר יותר ויותר, עם לחץ אווירי, עם לחץ דם גבוה יותר ויותר, עם לחץ דם גבוה יותר ויותר, עם לחץ דם גבוה יותר ויותר, עם יעילותו של דלק חד-ידי מערכת הפעלה מחדש של דלק חד-חמצני, עם לחץ אווירי, עם לחץ דם פולשנית דלק חד-חמצני, עם לחץ אווירי, עם לחץ דם גבוה יותר ויותר, עם לחץ דם גבוה יותר ויותר, עם לחץ דם עמוק של לחץ אווירי, עם יעילותו של לחץ דם גבוה יותר ויותר, אשר מופעלת דלק חד-ידי מערכת הפעלה מחדש של

טופס NOx ב-אוטו-מחזור

מסלול NOx

NOx הוא לא תרכובת יחידה, אלא מונח קולקטיבי עבור תחמוצת חנקן (NO2) ו- חנקן דו חמצני (NO2) במנועי מחזור אוטו, מעל 90% של NOx מנוע הוא בצורת NO, אשר מיוצר בעיקר באמצעות המנגנון התרמי שתואר על ידי מנגנון זלדוביץ' מורחב.

  1. N2 + O ⁇ NO + N
  2. N + O2 ⁇ לא + O
  3. N + OH ⁇ לא + H

התגובה הראשונה היא צעד הפחתת קצב והוא מאוד עקרוני, הדורש אנרגיה הפעלה משמעותית.אנרגיה זו מסופקת על ידי טמפרטורות גז גבוהות.שיעור של לא היווצרות תרמית עקב מערכת יחסים אקספוננציאלית מסוג אררניוס עם טמפרטורה. במונחים מעשיים, זה אומר כי ברגע שטמפרטורת האורבנית מספקת עולה בערך 1,800 מעלות צלזיוס, לא להאיץ באופן דרמטי את הייצור של מנוע בנזין סטומטרי, ניתן להגיע בקלות 2,500 ק"מ -2,700 ק"מ, במיוחד באזור הטמפרטורות גבוהות של חום חיצוני.

תפקיד Equivalence Ratio ו-TWC Constraint

בעוד תערובת של דלק רזה מפחיתה צריכת דלק, זה בו זמנית מגביר את זמינות החמצן ואת טמפרטורת הבעירה, המוביל לטמפרטורה גבוהה יותר של מנוע-out NOx. לעומת זאת, תערובת עשירה מגניבה את מוצרי ההבעירה באמצעות דיסוציאציה אנדרמיאלית אנדלוסית, חום ספציפי מוגבר של דלק עודף, מדכא NOx אבל מגבירה משמעותית את פליטות COlocking ו-HC.

יסודות הגז Exhaust Gas Recirculation

EGR להסיט חלק מבוקר של זרם הממצה של המנוע בחזרה למערכת הצריכה.הגז המבודד מורכב בעיקר חנקן (N2), פחמן דו חמצני (CO2), ו-Vapor מים (H2O) – כל אלה יש יכולות חום ספציפיות יותר מאשר האוויר המתוק שהם לא נמצאים בו, אך גזים אלה כבר עברו הדבקה, הם מכילים מעט מאוד חמצן ולא יכולים לתמוך באמינות דיגיטלית, כמו גם בחשיפה של חומר כימי פשוט.

מכניזם של NOx Reduction באמצעות EGR

דיכוי NOx על ידי EGR הוא תוצאה של שלושה אפקטים שונים אך סינרגיים.הבנת מנגנונים אלה היא קריטית עבור מערכת יעילה של קיטוב ועיצוב.

אפקט הדילול החריף

המנגנון הדומיננטי הוא תרמי.ה- CO2 ו- H2O בזרם EGR יש יכולות חום ספציפיות יותר (Cp) לכל מסה יחידה בהשוואה ל-N2 ו- O2 באוויר המתפתל. במהלך שבץ בדחיסה ובעירה, המסה תרמית גבוהה יותר סופגת כמות גדולה יותר של חום המשוחרר מחמצן%.ה היא טמפרטורה נמוכה יותר של גזה לאותה כמות של אנרגיה נמוכה יותר, אפילו לא פחות תלויה בטמפרטורה נמוכה.

אפקט החמצן

EGR מבטל חלק מהטעינה של צריכת הטרית, ביעילות להפחית את הלחץ החלקי של חמצן בתוך הגליל.הקצב התגובה קדימה Zeldovich הם פרופורציה ישירות לריכוז של חמצן אטומי.על ידי צמצום זמינות חמצן, הקינטיקה הכימית של לא היווצרות איטי.אפקט זה הוא השפעה רבה במיוחד בשלבים המוקדמים של הבעירה כאשר הם טמפרטורות גבוהות ביותר וחמצן הוא בשפע ביותר.

כימיקלים ופיתוי של מהירות הלהבה

אפקט טריטרי כרוך אינטראקציה כימית ישירה של מינים EGR עם תהליך הבעירה.נוכחות של מים vapor יכול לקדם היווצרות רדיקלי OH, אשר יכול להקל על הפחתת NO שכבר נוצר.בנוסף, הדילול מאט את מהירות הלהבה laminar. a כוויות משחיתות לאט יותר את הphasing של שחרור חום שיא מאוחר יותר במחזור (למרכז מת העליון), אשר דורש ירידה תרמית של מנועים, בעודו מנועים).

ארכיטקטורות מערכת עבור אוטו מעגליות

מעצבים של המנוע פיתחו מספר ארכיטקטורות נפרדות ליישום EGR, כל אחד מציע פשרות ייחודיות בין עלות, ביצועים, תגובה חולפת ומורכבות שילוב.

המונחים: Variable Valve Timing

EGR פנימי מושג על ידי מניפולציה של תקופת החפיפה בין אירועי שסתום הממצה והצריכה.על ידי לכידת גזים ממצה של משקעים בנפח ההנקה או נשימה מחדש של אותם מהנמל הממצה, המנוע משיג דילול ללא חומרה חיצונית, זוהי אסטרטגיה יעילה מאוד עבור פעולת עומס אור, שבו שבריר הגז השוכנת (F) יכול מ-5% עד 15% לטמפרטורה פנימית, אשר אינה יכולה למעשה להגדיל את רמת המטען הפנימית (N לאחר שלמטה) אם היא עלייה מהירה יותר, כלומר, אם היא למעשה, כלומר, אם היא למעשה, כלומר, כלומר, אם היא אסטרטגיה נמוכה יותר מאשר הטמפרטורה הפנימית של הטמפרטורה הפנימית היא גבוהה ביותר, אם היא גבוהה מאוד, אם היא גבוהה יותר, אם היא למעשה, אם היא למעשה, אם היא גבוהה יותר, אם היא למעשה, אם היא למעשה, אם היא למעשה, אם היא למעשה, אם היא תגובה פנימית של רמת הטמפרטורות נמוכה יותר, אם היא למעשה, אם היא למעשה, אם היא למעשה, אם היא למעשה, אם היא תגובה נמוכה יותר, אם היא תגובה פנימית נמוכה יותר, אם היא למעשה, אם היא למעשה, אם היא למעשה, אם היא למעשה, אם היא תגובה נמוכה יותר מאשר הטמפרטורה הפנימית היא למעשה, אם היא למעשה, אם היא למעשה, אם היא למעשה, אם

לחץ גבוה חיצוני (HP) EGR

הלולאה HP EGR מסיטת מלמטה הזרם של טורבינת טורב טורבינות טורבנית להורדת הזרם של הדחיסה (או throttle) מסלול קצר זה מספק תגובה מהירה ואריזות קומפקטיות.כוח הנהיגה לזרימה הוא הלחץ החיובי השונה בין העומס הממצה לבין ה- EGR המגבילה מאוד את טווח ה-EGR, אך הופך לקשה גבוה, שבו האדם דורש לחץ חם יותר ויותר.

לחץ נמוך חיצוני (LP) EGR

(האלבום EGR, הידוע גם כ- EGR ארוך טווח, שואב מפלט מהזרם של שלושה זרז ופילטרים חלקיקים.הגז הוא אז קריר והציג את הזרם של דחיסת טורו המטען.אדריכלות זו מספקת ירידה נוחה לאורך טווח הפעלה רחב בהרבה, כולל עומסים גבוהים, המאפשרת עלייה משמעותית של אנרגיה נקייה וקריירה, אשר מאפשר ירידה נוחה לדחיסות מוגבלת יותר ל- 0X.

EGR ייעודי (D-EGR)

גרסה מתקדמת של EGR, EGR ייעודית כל הפלט של אחד או יותר גלילים בחזרה לתוך צריכת manifold. אלה גלילים ייעודיים לפעול ביחס אוויר עשיר יותר, לייצר עשיר רפורמה מימן (H2) ו פחמן חד תחמוצת פחמן (CO) , אשר יש במהירות גבוהה מאוד, מקצב של תרדמת אפקט של EGR, לעתים קרובות יותר גבוה יותר של יעילות ייצור של ExL (L) מאשר את הפחתת יעילות גבוהה יותר של 25% (בדרך כלל גבוהה יותר מאשר EGR).

EGR Cooling and thermal Management

קירור גז ממצה מסולק חיוני למקסימום את היתרונות של EGR.ללא קירור, גז ממצה חם מגביר את טמפרטורת המטען של צריכת, אשר נגד היתרונות צפיפות מגביר את ההסתברות עבור דפק. An EGRic הוא נוזל-to-gas כי להפחית את הטמפרטורה של גז ממצה ליד הטמפרטורה הקרנית (ply 140-Culating) כדי לעמוד בלחץ חום נוזלי, לעתים קרובות קר יותר, כדי להפחית את הטמפרטורה של גז חומצי חום חומצי חום חומצי חום חומצי חום חומצי חום עמידת חום.

אסטרטגיות ניהול ובקרה אלקטרונית

יעילותה של מערכת EGR מודרנית תלויה לחלוטין בהסתחפת ההיגיון של שליטה שלה.ה-ECU חייב בדיוק מטר את זרימת EGR בטווח רחב של מהירות מנוע ועומסים, תוך ניהול תזמון ניצוץ, זריקת דלק, דחיפה טורפו, ותזמון מסתם משתנה.

סגור-Loop ו- Model-based control

מערכות EGR מוקדמות השתמשו בשליטה פתוחה המבוססת על מהירות המנוע והעומס.מערכות המודרניות מעסיקות משוב רב-פרלופ באמצעות חיישן לחץ שונה על אורה מכוונן או, בדרך כלל, שילוב של זרימת אוויר ההמונים (MAF) וחיישנים חד-פעמיים מוחלטים (MAP) כדי למנוע את השבר EGR.

שקיפות ו Cold-Start Phasing

ניתוח Transient - כגון טיפ-in (יישום פדרלי) - מציב אתגר משמעותי.פתח במהירות את שסתום EGR יכול לגרום ל- lag as the inert גז מתבטל תשלום טרי.כדי למנוע זאת, ECU בדרך כלל סוגר את ה- EGR במהלך אירועים טרנספורמטיביים ומאמת את ה- EGR כדי לשמור על תגובה במהלך קר, EGR מתחיל לייצר במהירות את המנוע הפנימי שלה, לאחר מכן, לאחר מכן, במהירות, כדי למזג את המנוע הפנימי שלה, במהירות, לאחר מכן, לאחר מכן, דרך הטמפרטורות מהירות גבוהה יותר, לאחר מכן, לאחר מכן, דרך הטמפרטורות מהירות גבוהה יותר ויותר, לאחר מכן, לאחר מכן, כדי למזג את ה-ERETFIRSTFIRSTFIRSTFIRSTFIRSTFIRSTFIRSTTIRSTTREFIRST.

ביצוע פעולות סחר והגבלות מעשיות

בעוד EGR הוא כלי רב עוצמה עבור הפחתה של NOx ושיפור יעילות, זה לא ללא חסרונות.המגבלה הפיזית העיקרית היא יציבות הבעירה. כמו קצב EGR עולה, את המקדם של וריאציות (COV) של לחץ יעיל זה (IMEP) עולה. A COV של IMEP מעל 35% נתפס על ידי הנהג כמו גסות או חוסר יציבות.

Knock Mitigation and Enabling Higher Compression Ratios

אחת היתרונות המשניים המשמעותיים ביותר של EGR היא ההשפעה האנטי-קנוק החזק שלה. Knock הוא הפחתת גז הקצה לפני חזית ההבהה, והוא מחסום עיקרי להגדיל את היחס ואת היעילות התרמית של מנועי היצית הזריעה.על ידי דילול המטען הראשוני והורדת טמפרטורת ההבה, EGR מפחית באופן דרמטי את תגובתה של גזי הקצה, מה שהופך אותו הרבה יותר ל- 12 לחץ דם גבוה יותר (או יותר) מאשר לחץ על פני 12 גרם להפחתה של לחץ דם גבוה יותר ל- 12.

השפעה על אי-NOx Emissions

ההשפעה של EGR על אחרים ממצה המרכיבים הוא ניוד.טמפרטורות הבעירה התחתונה יכול לדכא את חמצון של CO ו HC, המוביל לרמות גבוהות יותר של חומרים אלה.עם זאת, כי המנוע פועל באזורים סטוכיום, שלושת המסלול יעיל מאוד להמיר רמות גבוהות יותר, בתנאי זרז חם יותר הוא עניין משמעותי יותר הוא חלקלקציה (Riculating) במיוחד את רמות דלק רטובה (Dy) באמצעות תאורה מתקדמת)

EGR ב-Hicated Electric Powertrains

ההיברידיזציה יוצרת סביבה אידיאלית למקסימום את הפוטנציאל של EGR. בתוך היברידית מלאה, המנוע החשמלי יכול להתמודד עם דרישות מומנט transient, המאפשר מנוע ההבעירה הפנימית לפעול בחלון מהירות צר יותר, יציב-מצבי. בתנאים אלה, המנוע יכול להיות מדבק אגרסיבית ב- EGRD-A, עם רמות גבוהות של EGRD כדי להשיג יעילות תרמית, ללא דאגה למניעה או להיענות יעילה לתקני טיפול עצמיים עתידיים כגון: 0.

EGR בעתיד ומנועי דלק חלופיים

מנועים של הידרוגן

תפקידו של מנוע הבעירה הפנימי בעתיד מפוצץ הוא תלוי במידה רבה ביכולתו לרוץ על דלקים אפס פחמן כמו מימן. Hydrogen ICEs להתמודד עם אתגר של בעירה ייחודית: מהירות הלהבה גבוהה של מימן ומגבלות רחבות של החילוף להוביל לטמפרטורות שיא גבוהות מאוד וכתוצאה מכך, רמות גבוהות מאוד של מנוע גבוה אם ב- סטיות או ליד תערובת של מימן, בעוד שטמפרטורות איטיות יכולות להפחית את הלחץ.

סינתטי ו e-Fuels

עבור דלקים סינתטיים ודלקים אלקטרוניים, אשר דומים מבחינה כימית לדלק קונבנציונלי דיזל, EGR תמשיך לשחק את התפקיד המבוסס שלה.ההתאמה של מערכות EGR עם דלקים אלה מובנים היטב, והטכנולוגיה תישאר אבן הפינה של הבעירה נקייה ויעילה שלהם במנועי ניצוצות.

מסקנה

Exhaust Gas Recirculation במנוע מחזור אוטו התפתח מפליטת פשוט, לא אמין להוסיף לתוך תת-מערכת מתוחכמת ורב-תפקודית שהיא מרכזית בעיצוב המנוע המודרני. על ידי מינוף התכונות התרמיות והכימיקליות של גז אינטשט, הוא מעדיפה מהלכים NOx ברמה הפיזית של אירוע ההבעירה תוך מתן עמידות חיונית המאפשרת יחסים גבוהים יותר וכימיה, על ידי רפורמה משולבת, כמו גם על ידי תזמון פנימי של מערכות אלקטרו-ידי תזמון, כמו תזמון, כמו תזמון, אשר ממשיך תזמון משולב יותר, כמו תזמון עמוק יותר, כמו תזמון, כמו תזמון, כמו תזמון, כמו תזמון עמוק יותר, כמו תזמון.