Enerji emisyonlarının modern ısıtılması için temel zorluk (TWC) Avrupa Birliği'nin Euro 7 tekliflerine bağlı olarak, bu işletimsel basıncın (NOx) temel basıncının belirlenmesi, enerji çıkışının üç yönlü ısıtılması ve emisyonu azaltması ile birlikte, EGR'in bu tür kimyasalların azaltılmasında ve kimyasalların azaltılmasında önemli bir gerginlik yaratması için önemli bir zorluk oluşturur.

Otto Cycle Engines'te NOx Formasyon

Termal NOx Path

NOx tek bir bileşik değil, ancak nitrik oksit (NO) ve azot dioksit (NO2) için kolektif bir terimdir.Zeng döngüsü motorların %90'ı NOx, özellikle genişletilmiş Zeldovich mekanizması tarafından açıklanan termal mekanizma ile üretilir.

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

İlk tepki hızı yarı yarıyadir ve yüksek oranda son derece son derece önemlidir, önemli aktivasyon enerjisi gerektirir.Bu enerji yüksek gaz sıcaklıkları ile sağlanır. Sıcaklık ile ilgili olarak, özellikle de ısıtıcı bir ilişki içinde.Bu, alev önkoşullu sıcaklık, yüksek oksijenli yüksek ısılarda dramatik bir şekilde hızlanır.

Equivalence Oranı ve TWC Constraint

Hafif bir hava yakıt karışımı yakıt tüketimini azaltırken, aynı anda oksijen kullanılabilirliği ve yanma sıcaklığı arttırır, yüksek motorda NOx. Conversely, zengin bir karışım, yanma ürünlerini son retorik dissociasyon ve yüksek çözünürlükte yüksek ısı ile çalışır ( ⁇ = 1) Bu zorunluluk, motorun, plazmaya eğilimli olmayan bir şekilde homojenleşmeye olanak sağlar.

E egzoz Gazı Patekülasyonunun Temelleri

EGR, motorun egzoz akışının kontrollü bir kısmını satın alma sistemine geri getiriyor. Recircated gaz öncelikle azot (N2), karbondioksit (CO2) ve su buharı (H2O) – tüm bunlar, daha önce yanmaya maruz kaldığı taze havadan daha yüksek ısı kapasiteleri var. Çünkü bu gazlar çok az oksijen içeriyor ve daha fazla oksidasyona destek veremezler.

EGR aracılığıyla NOx Azaltımının Mekanikleri

EGR tarafından NOx'in baskısı, üç farklı ama sinerjik etkiler sonucundadır. Bu mekanizmaları anlamak etkili sistem kalibrasyonu ve tasarımı için kritiktir.

Termal Dillem Etkisi

İLGİLİ: EGR akışında kullanılan ısı miktarı yüksek çözünürlükte (Cp) N2 ve O2 ile Ortamdaki ısıya bağlı olarak, ısı ve yanma sırasında, bu yüksek ısı kütle, yakıt iyonu azaltımının daha yüksek bir miktarını absorbe eder. Sonuç, yüksek miktardaki ısı enerjisi ile aynı miktarda yakıt enerjisine kıyasla daha düşük bir ısı sıcaklığıdır.

Oksijen Displacement Etkisi

Yeni alım ücretinin bir kısmını, ısının içindeki oksijenin kısmi basıncının etkili bir şekilde azaltılması. Zeldovich forward reaksiyon oranları doğrudan atom oksijeninin konsantrasyonuna göre orantılıdır. oksijen kullanılabilirliği azaltılarak, NO formların kimyasal kinetiği yavaşlanır.Bu etki özellikle de en yüksek ve oksijenin en bol olduğu zamanlarda yanmanın en yüksek olduğu zamanlarda etkilidir.

Kimyasal ve Alevi Hızını Azalt

Bir tertiary etkisi, EGR türlerinin yanma süreci ile doğrudan kimyasal etkileşimini içerir.Su buharı varlığı OH radikal formunu teşvik edebilir, bu yardımı zaten oluşmuş NOX azaltımının azaltılmasını sağlarken, dilsel bir yanmanın daha yavaş yavaş yavaş yavaşlanmasını önler, bir işlemden sonra döngü (ECU) sonra ısı geçişi tarafından yönetilen bir ticaret-off gerektirir.

Otto Döngüsü için EGR System Architectures

Motor tasarımcıları EGR'i uygulamak için çeşitli farklı mimariler geliştirdiler, her biri maliyet, performans, geçici yanıt ve entegrasyon karmaşıklığı arasında eşsiz uzlaşmalar sunuyor.

İç EGR via Değişken Valve Timing

İç EGR, dış donanım olmadan sürekli olarak sabit bir süre kazandırarak elde edilir.Bu, yüksek çözünürlükte bulunan ısıtılır (RGF) iç EGR'in birincil sınırlaması, satın alma ısısı olmadan elde edilen miktarın yüksek olması ve aslında ekstra yük negatif bir yanma işlemi için son derece uygun maliyetli bir stratejidir.

Dış Yüksek Basınç (HP) EGR

HP EGR döngüsü, turbocharger türbininin yüksek yükteki akışına kadar tükeniyor (veya throttle) Bu kısa rota hızlı bir yanıt ve kompakt ambalaj sağlar.Geçmiş için sürüş, sıcak ve kirli bir kapak ve satın alma kablosu ile yüksek yük aralığında oldukça etkili.

Dış Low Basınç (LP) EGR

LP EGR, uzun zamandır EGR olarak da bilinir, yüksek yüklerin aşırı derecede daha temiz ve daha soğuk olmasına izin verir ve daha sonra daha yüksek şarjlu kompresörün akışına izin verir.The Gas is then cooled and introduce upstream of turbocharger kompresör.S. Department of Energy).

A. EGR (D-EGR)

EGR'in gelişmiş bir değişkeni, AGR EGR, bir veya daha fazla silindirin tüm egzoz üretimini geri satın alma noktasına geri getiriyor.Bu özel silindirler, zengin hava yakıt oranına göre çalışır, hidrojende reforme zengin bir şekilde üretilir (H2) ve karbon monoksitoksit (CO).

EGR Soğutma ve Termal Yönetim

Recircated egzoz gazı, EGR'in faydalarını en üst düzeye çıkarmak için gereklidir. Soğutma olmadan, sıcak egzoz gazı, yüksek çözünürlükte ısıtılır ve yoğun bir ısıya girmek için bir sıvı-gaz ısı değiştiricisidir.

Elektronik Yönetim ve Kontrol Stratejileri

Modern bir EGR sisteminin etkinliği tamamen kontrol mantığının sofistikasyonuna bağlıdır. ECU, tam olarak geniş bir motor hızları ve yükleri arasında EGR akışını ölçmek zorundadır, aynı anda kıvılcım zamanlaması, yakıt enjeksiyonu, turbocharger artış ve değişken valf zamanlamasını yönetmek zorundadır.

Kapalı-Loop ve Model tabanlı Kontrol

Erken EGR sistemleri, motor hızı ve yüke dayalı açık-loop kontrolü kullandı. Modern sistemler kapalı-loop geri bildirimlerini bir kalibre veya daha yaygın olarak, yanmaya karşı denge ve yakıt ekonomisine karşı dengeyi dengelemeye izin veriyor.

Transient Compensation ve Cold-Start Phasing

Transient operasyonu - tipte (akseler pedal uygulaması) gibi - önemli bir meydan okumayı gerektirir. Hızlı olarak EGR valfi, sabit olmayan gaz displaces taze şarjı olarak hızlı bir şekilde ısıtılabilir.Bu nedenle, ECU genellikle geçici olaylar ve modülasyon sırasında EGR valfini kapatır ve sonra dışsal bir tuzağa kadar tamamen devre dışı bırakır.

Performans Ticareti ve Pratik Sınırlamaları

EGR NOx azaltımı ve verimlilik gelişimi için güçlü bir araçtır, sürücü tarafından kabak veya yanlış ateş olarak algılanır. EGR oranı arttıkça, aşırı EGR, kısmi yakmalara yol açabilir, artan hidrokarbon ve karbon dioksit emisyonlarını azaltır.

Emekleme ve Enabling Higher Capsule Oranları

EGR'in en önemli ikincil faydalarından biri, şarj ve alev sıcaklığının düşürülmesidir, EGR, alev cephesinin son gazın otomatikleştirilmesini şiddetle azaltır ve bu, yüksek bir geometrik sıkıştırma oranını ve ısı verimliliğini artırmak için birincil bir engeldir (örneğin, 12:1 veya 13:1).

Non-NOx Emisyonlara Etkisi

EGR'in diğer egzoz seçmenleri üzerindeki etkisi çıplaktır. Düşük yanmalı sıcaklıklar CO ve HC'nin oxidasyonunu bastırabilir, özellikle benzinli doğrudan enjeksiyonda (GDI) motorlar çalışır, yüksek EGR oranları bu artış seviyelerinin yüksek oranda etkili olduğu için, bu nedenle, bu yüksek basınç azaltıcılarının (PM) ve partiküllerin yüksek oranda azaltılabilir olması ve özellikle de benzinli bir şekilde azaltılabilir.

Hibrit Elektrikli Güçler'de EGR

Hibritizasyon, yüksek çözünürlükte olan EGR'lerin potansiyelinin en yüksek seviyedeki enerji verimliliğine sahip olabilir, geçici olarak hesaplanabilir veya torklama için endişe duymadan, iç yanma motorun dar, istikrarlı devlet hızı yük penceresinde çalışmasını sağlar.Bu koşullar altında, motor, elektrikli susamlı bir şekilde, gelecekteki gaz ve kirletici standartların arttırılması için yüksek bir yolla birleştirilebilir.

Future ve Alternatif Yakıt Motorları

Hidrojen Combustion Engines

İç yanma motorunun karbonatlı bir gelecekteki rolü, sıfır karbon yakıtları hidrojen gibi çalıştırma yeteneğine bağlıdır. Hidrojen ICEs eşsiz bir yanma meydan okuma ile karşı karşıya kalır: hidrojenin yüksek alev hızı ve geniş bir flammability sınırları son derece yüksek tepe sıcaklıklara yol açar ve bu nedenle, çok yüksek motor-out NOx seviyeleri, sıfır veya yakın-stoichiometrik karışımlara koşarken, benzersiz zorluklarla karşı karşıya kalırken, enerji yoğunluğuna yardımcı olur. EGR, hidrojen ICE'leri için kesinlikle kritik bir teknoloji olarak ortaya çıkıyor.

Sentetik ve e-Fuels

sentetik yakıtlar ve e- yakıtlar için, geleneksel benzin ve dizele benzer kimyasal olarak, EGR, kurulu rolünü oynamaya devam edecektir. Bu damla yakıtlarla EGR sistemlerinin uyumluluk iyi anlaşılmıştır ve teknoloji, temiz ve verimli yanmalarının bir temel taşı olarak kalacaktır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Otto döngüsü motorunda tükenen gaz Recirculation, basit, güvenilmez bir emisyonlar eklenerek, daha yüksek kompresyon oranlarına ve modern motor tasarımına merkezi olan çok işlevsiz gazın özelliklerini kullanarak, değişken valflerin dışsal döngülere ve reforma hazır hale getirilmesine yol açan temel bir direnç sağlar. Endüstrinin sıfırlanan hidrojen enerjisine doğru hareket etmesine izin veren, daha yüksek ısı verimliliğine yol açar.