发动机废气再循环系统（EGR）是一种将废气引入燃烧室的技术，旨在降低发动机燃烧时的峰值温度，从而减少氮氧化物（NOx）的排放。在柴油车中，该系统通常采用外部设计，即通过管路将排气管与进气管相连通，并配备一个阀门来控制废气的流入量。EGR阀作为系统的核心部件，其精确控制和监测成为了系统优化的关键方向。此外，EGR技术还包括一种名为排气再循环（Exhaust Gas Recirculation）的方法，通过将内燃机燃烧后的部分排气重新引入进气系统，实现再度燃烧，旨在降低NOx排放并提高部分负荷下的燃料利用率。

EGR工作机理

废气再循环系统，简称EGR，旨在将柴油机或汽油机产生的部分废气重新引入气缸。这种再循环的废气具有惰性，会延缓燃烧过程，从而降低燃烧室中的压力形成速度，这是减少氮氧化物排放的关键。同时，提高废气再循环率还会减少总的废气流量，进而降低废气排放中的污染物总量。

EGR系统的核心任务是在每个工作点都达到最佳的废气再循环量，以优化燃烧过程并确保最低的排放物污染成分。然而，由于废气再循环量的变化可能对不同污染成分产生复杂影响，因此所谓的“最佳状况”往往是一种折衷方案，旨在平衡相关污染物的总排放。

控制原则

发动机的工况会直接影响对EGR量的需求。为了充分发挥EGR系统的效用，必须对参与再循环的废气量进行适当限制。随着发动机负荷的增加，EGR量也会相应调整并逐渐达到最佳值。但在某些情况下，如怠速、低负荷、暖机过程以及大负荷、高速或油门全开时，为保证发动机的正常运行和动力性，EGR可能会被暂时关闭。

加速时，为了维持汽车的加速性能和必要的净化效果，EGR会在过渡过程中发挥其作用。

控制方式

鉴于EGR的重要性和复杂性，必须通过特定的控制和调节方法来确保其在发动机中的有效应用。根据其特点，EGR的控制方式可以从多个角度进行分类。其中之一是机械式EGR系统，它通过控制进气管负压和排气压力的气体方式来实现EGR，适用于5%~15%的EGR率范围。这种系统的优点在于结构简单、成本低廉且易于执行。
缺点：机械式EGR系统缺乏灵活性，自由度相对较低。

随着柴油机电控技术的普及，EGR系统也逐渐实现了电控化。在电控EGR系统中，ECU发挥着核心作用，它依据发动机的多种参数，如冷却液温度、进气量、转速以及起动信号等，来间接或直接地控制EGR阀的开度。这种控制方式通过检测占空比信号和EGR阀开度的反馈信息，并结合发动机的实际工况，对EGR阀进行精细的微调，从而建立起高精度的闭环控制系统。接下来，我们将重点介绍配备有EGR电磁阀的电控EGR系统。

部件组成

EGR电磁阀、EGR阀、EGR阀开度传感器以及ECU。其中，EGR电磁阀扮演着关键角色。它受到ECU的占空比信号控制，通过调节降低EGR阀的背压，进而实现对EGR阀的开启。其内部结构如下：在未通电状态下，弹簧会向上推动阀体，使其紧密关闭通大气阀口，此时，EGR电磁阀允许进气歧管与EGR阀的真空室相连通。然而，一旦EGR电磁阀的线圈通电，产生的电磁力会使阀体下移，从而关闭通进气歧管的真空通道，同时打开上端的通大气阀口，使得EGR阀的真空室能够与大气相通。

EGR阀

作用：EGR阀作为控制废气进入进气管路的阀门，其作用至关重要。

结构详解：EGR阀的膜片设计巧妙，一侧（下部）直接与大气相连通，而另一侧则装有弹簧，形成真空室。这个真空室的真空度受到EGR电磁阀的精密控制。随着真空度的增加，膜片会受到向上的力，克服弹簧的拉力向上拱起，进而增大阀门的开度，从而增加废气再循环的流量。相反，当上部失去真空度时，膜片在弹簧力的作用下向下拱起，关闭阀门，阻断废气再循环。

EGR阀开度传感器
作用：EGR阀开度传感器负责监测EGR阀的当前开度位置，并将这一信息实时传递给ECU（电子控制单元）。这样，ECU就能根据传感器的反馈，对EGR废气再循环进行精确的控制。
针脚功能详解：A22为电源5V，提供传感器所需电力；A40作为地线，确保信号的稳定传输；而A12则负责信号输出，将EGR阀的开度信息实时传递给ECU。

信号电压与EGR阀开度的关系：随着EGR阀开度的增大，反馈给ECU的信号电压也会相应升高。在阀的开闭过程中，存在几个关键位置点：首先是A点，即阀的关闭位置，也被视为“零”点位置；接着是B点，这是阀在关闭过程中防冲击的起始位置；然后是C点，它代表阀的6mm位置点，也就是100%的开度位置点；最后是D点，也就是阀的最大行程位置点，通常被称为全开启死点。

废气再循环系统的工作原理

EGR通断控制
当发动机运转时，ECU会根据发动机的转速、负荷等参数，结合预设的EGR阀控制策略，对EGR阀进行精确的控制。具体来说，ECU会输出一个控制信号，通过电路驱动EGR阀的开启或关闭，从而实现废气再循环系统的通断控制。在发动机的不同工况下，ECU会动态调整控制信号，以适应发动机的实际需求。

EGR率控制
若EGR率过高，超过20%，会导致燃烧速度过慢，燃烧变得不稳定，进而增加失火率和HC排放，同时降低动力性和经济性。相反，若EGR率过低，低于10%，则无法满足NOx排放法规的要求，且容易引发爆震和发动机过热等问题。因此，必须根据发动机的实际工况来合理控制EGR率，通常将其维持在10%～20%的范围内。

过量的废气会导致发动机燃烧状况恶化，从而影响其动力性和经济性。因此，对废气再循化的量必须进行严格把控。此外，在某些特定的发动机工况下，需要完全关闭废气再循化，以确保发动机的稳定运行。而废气引入的量，通常被称为废气再循化率，或简称EGR率，是控制废气再循化过程的关键参数。
工作原理
废气中包含大量接近化学惰性的气体，例如CO2和水蒸气，当这些废气被引入汽缸后，会稀释缸内的混合气，进而导致氧浓度相应降低。这一过程有助于缓解燃烧反应的激烈程度。特别地，CO2虽然无法燃烧，但它能够吸收热量，从而降低燃烧温度，进而减少NOX等有害气体的生成。

EGR的控制策略
在综合考虑动力性、经济性以及排放性能的基础上，我们制定了EGR的控制策略。具体来说：

1）在冷机启动、怠速以及小负荷运行时，由于NOx排放较低，为了保证发动机的正常燃烧，我们选择不进行EGR。

2）当发动机处于大负荷或高速运行时，为了保证动力性，同时由于混合气浓度较高且NOx排放较低，此时我们选择不进行EGR或适当减少EGR率。

3）在部分负荷运行时，随着负荷的增加，EGR率的允许值也会相应增加。

EGR控制系统的检修

在检修EGR控制系统时，我们首先进行一般检查。在怠速状态下，拆下EGR阀上的真空软管，如果发动机转速保持稳定无变化，且真空管口无吸力，则说明系统正常。当转速提升至2500r/min以上时，同样拆下真空软管，如果发动机转速明显上升，则表明废气再循环已被成功中断，系统同样正常。

EGR阀的检查
向EGR阀施加15kPa的真空，应能观察到EGR阀顺利开启；而在不施加真空的情况下，EGR阀应能确保完全关闭。

EGR电磁阀的检查
通过测量，EGR电磁阀的电阻值应在33至39欧姆之间。在未通电状态下，尝试从通向进气管的侧接头吹入空气，应感觉畅通；而从通向大气的滤网处吹入空气时，则应感觉不通畅。当电磁阀通电后，这些情况将恰好相反。