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新闻主题	康明斯柴油发电机的EGR系统的作用与结构

 

摘要：EGR系统对柴油发电机组是把“双刃剑”，它能显著降低氮氧化物（NOx）排放，帮助柴油发电机组满足环保要求，但同时也会对发电设备动力性、经济性、可靠性和维护保养带来一系列挑战。因此，对柴油发电机组EGR阀总成电路的有效检测是重中之重，其目的是确认电子控制系统的指令能否被EGR阀准确执行，以及EGR阀的状态能否被系统真实感知，从而保证EGR系统精确运行。

 

一、EGR系统的作用与构成

      随着全球环境的日益恶化，柴油发电机的排放污染逐渐引起入们的重视，其排放限制也在逐步提高。EGR系统的作用是适时将适量的废气导入气缸，以控制缸内最高温度，降低NOX排放量。EGR系统是降低柴油发电机氮氧化物排放的重要技术，它诞生于1970年，比三元催化技术的发明还要早。不过由于当时还没有电喷技术，无法精确控制返回废气的流量和喷油量，反而使得燃油消耗更多，因此该技术被搁浅了很多年。直到后来电喷技术的发展，EGR系统才得以被重新运用在柴油发电机上。下面以康明斯柴油发电机为例，介绍EGR系统的组成。

1、EGR系统的作用

      EGR是Exhaust Gas Recirculation的缩写，中文叫做废气再循环。简而言之就是将柴油发电机燃烧后产生的一部分废气再次导入进气侧，重新吸进气缸进行二次使用，这么做的目的在于抑制废气中的氮氧化物（NOx）产生。整个系统的原理是废气中的氧含量极低，且富有惰性气体二氧化碳，一旦将这种废气部分混入吸进的新鲜空气中，就会产生三个效果：

（1）燃烧温度会降低，从而抑制氮氧化物的产生；

（2）气缸壁的热损失减少；

（3）燃油燃烧效率会提高。

      废气再循环系统虽然有诸多好处，但是它在实际运用中的难点就在于混入多少废气量是需要精确控制的，最大不可以超过新鲜空气的15%，且在柴油发电机怠速或高转速的时候，也必须切断废气的反流，否则就会出现油耗增加的反效果。因此就必须有一个可以精确控制废气流量的阀门，这就是EGR阀（废气阀）。

2、EGR系统结构组成

      EGR系统主要由EGR阀、EGR冷却器、节气门和空气流量传感器等机件组成，如图2所示。

（1）空气流量传感器：空气流量传感器用于测量进入柴油发电机的空气流量。ECM利用该传感器信号控制EGR率。康明斯柴油发电机采用热线式空气流量传感器，空气流经此传感器时，部分流入传感器内部，吹过一个被电加热的热线，使热线冷却，进而产生电阻值的变化。空气流量越大，电阻值变化越大。ECM通过监测电阻变化来确定空气的流量，在计算、控制废气循环量时需要此参数。

（2）节气门：节气门执行器受PWM信号控制，ECM根据进气要求，通过节气门执行器来调节蝶阀的位置（如图3所示）。维修时，可用溶剂清洁柴油发电机节气门执行器，然后用压缩空气吹干，但不要将其浸入溶剂中。节气门在某些工况下适当关闭进气道，降低进气歧管压力，使再循环废气可以顺利流入进气管路。

（3）EGR控制阀：EGR控制阀由柴油发电机ECM控制，结构如图4所示。静态下，ECR控制阀内有一根弹簧，使阀保持在关闭位置。ECM通过控制阀内电动机的动作，使阀克服弹簧力打开，将废气导入进气管路。EGR阀上的位置传感器用于指示阀位置。

 

图1 柴油机EGR系统原理图	图2 柴油机EGR系统结构图
图3 节气门位置图	图4  柴油机EGR控制阀结构示意图

 

（2）万用表应显示闭路，电阻为10Ω或更小，如图7所示，如果电阻大于10Ω，说明信号线存在开路，应当维修或更换。

      测量60针插头上的EGR阀电动机回路触针与EGR阀插头上的回路触针间的电阻，万用表应显示闭路，且电阻应为10Ω或更小。如果电阻大于10Ω，说明回路存在开路，应维修或更换。

 

图6 测量60针插头上EGR阀信号触针与线束插头信号触针间的电阻

图7 万用表应显示闭路，且电阻应小于10Ω

 

3、检查是否搭铁短路

（1）测量60针线束插头上的EGR阀电动机信号触针与机体间的电阻，如图8所示。

（2）万用表应显示开路，电阻应大于100kΩ，如图9所示，如果电阻低于100kΩ，说明信号线搭铁短路，应维修或更换。

（3）测量60针插头上的EGR阀电动机回路触针与EGR阀插头上的回路触针间的电阻，万用表也应显示开路，电阻应大于100kΩ。如果电阻低于100kΩ，说明回路导线搭铁短路，应当维修或更换。

 

图8 测量信号触针与机体间的电阻

图9 万用表应显示开路，电阻应大于100kΩ

 

4、检查触针之间是否短路

（1）测量60针插头上的EGR阀电动机信号触针与插头上所有其他触针间的电阻，如图10所示。

（2）万用表应显示开路，且电阻应大于100kΩ。如果电阻值小于100kΩ，说明信号触针与其他触针间存在短路，应当维修或更换。 

5、检查外部电源是否短路

（1）闭合钥匙开关，测量60针插头上EGR阀电动机信号触针与机体间的电压，如图11所示。

（2）如果存在电压，说明信号导线与外部电源之间存在短路，应排除外部电源。

（3）继续测量60针插头上的EGR阀电动机回路触针与机体间的电压。如果存在电压，说明回路导线与外部电源之间存在短路，应排除外部电源。

 

 

图10 测量信号触针与其他触针间的电阻

图11 测量信号触针与机体间的电压

 

总结：

检测柴油发电机组EGR阀总成电路，核心就是为了确认“ECU能否准确指令阀门动作，且阀门实际状态能被精准反馈”。跳过这一步，直接去清洗或更换EGR阀，很容易陷入“换了还坏，坏了再换”的困境——因为问题可能出在线束插头氧化、ECU驱动管烧毁或传感器参考电压短路等电路环节。因此，这项检测是EGR系统故障排查的首要逻辑节点，也是确保后续维修（清洁、维修、更换）有效性的必要前提。

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