[科普中国]-排气再循环

又称废气再循环（Exhaust Gas Recirculation）乃汽车用小型内燃机在燃烧后将排出气体的一部分导入吸气侧使其再度吸气的技术（手法或方法），取其每个英语单字的字首“EGR”为通称，主要目的为降低排出气体中的氮氧化物（NOx）与分担部分负荷时可提高燃料消费率。

简介排气再循环 （ E xhaust G as R ecirculation）为、汽车用小型 内燃机 在燃烧后将排出气体的一部分出、并导入吸气侧使其再度吸气的技术（手法或方法）。 主要目的为降低排出气体中的 氮氧化物 （NO x ）与分担部分负荷时可提高燃料消费率。取其每个英语单字的字首“EGR”为通称。

概要内燃机在燃烧后排出的气体中含氧量极低甚至是没有，此排出气体与吸气混合后会使吸气中氧气浓度降低，因此会产生下列现象:

比大气更低的含氧量在燃烧时（最高）温度会降低，会抑制氮氧化物（NO x ）的产生。燃烧温度降低时，汽缸与燃烧室壁面、活塞表面的热能发散会降低，另外因热解离造成的损失也会有些微降低。燃油引擎其部分负荷为汽缸内在非EGR时为了提供等量的氧气量（为了得到同一轴的出力），因此需要将油门开大，结果吸气时的吸油（油门）损失较低，燃料消费率会提高。 此即为活塞在一次行程下吸入的氧气降低时，会如同使用小排气量引擎采下加速前进时一样的效果。EGR 的返流量依燃油引擎的情形(在吸气量中)下最大为15%，而怠速时与高负载时则会停止。 以车辆重量来看引擎出力较小的大型柴油车，其引擎负载较高，为了能够达到排气量标准也常会使用到EGR技术。

技术发展EGR技术在当时（触媒转化器实用化以前、1970年代），燃油机因无法使用氧化催化来净化NO x 的情况下而导入的。 但是在返流量与燃料喷射量无法精密控制的的情况下，为了使燃料能够安定因此吸气混合比必须设的很高（燃油会过剰）、这反而使燃料消费率恶化。 之后、控制技术提高且触媒转化器的实用化后，现在已经可以用来解决NO x 的排出与燃料消费率提高向的问题。

原理上EGR在没有节流阀的柴油机在减低油门损失上是没有效果的，但在1990年代前期开始进行以减低NO x 为目的的EGR研究中发现、排气中存在的大量二氧化碳与水蒸気和大气来比有较高的热容量，因此对于提升燃料消费率也有一些效果。

技术实际上排出气体的返流是在吸气与排气的两种流型间接上插有控制阀门的管子，利用控制阀门的开关时间来控制流量的增减。

由于有高温排气返流所以可以忽略吸气充填效率的低下，因此大型柴油机几乎都装有利用热交换器制成的冷却机构（COOL EGR）。 多数会将一部份引擎的冷却水分流，用冷却机构来将吸收的热量进行散热，但会使散热器增加额外的30%负载，所以必须增大冷却风扇等其他设备因而导致重量增加。

另外装有涡轮增压器等过给器的大型燃油机在高负载时若进行EGR，吸气压力会大于排气、会使单纯的阀门开关无法进行返流。因此、须设置EGR 控制阀门逆止阀（止回阀）。

理论上若能改变EGR 量就有可能可以取消燃油机的节流阀、但大量的EGR 在点火时的困难会容易造成燃烧不稳定，以及无法在怠速时达成稳定状态等理由使其难以实用化。

EGR 与希薄燃烧技术很大的关连性，并且还有汽缸内直接喷射技术中希薄混合气下如何能稳定的燃烧的课题。1

本词条内容贡献者为:

周敏 - 副教授 - 西南大学