Com funciona un refrigerador de recirculació de gasos d’escapament?
Com funciona un refrigerador de recirculació de gasos d’escapament?
NOₓ forms when nitrogen and oxygen in the intake air react at high combustion temperatures (typically >1.370 graus /2.500 graus f) - Una condició comuna en els motors dièsel (a causa de les relacions de compressió elevades) i els motors de gasolina (amb càrrega elevada).
El sistema EGR mitiga això desviant una petita porció (5-20%, depenent de la càrrega del motor) de gas d’escapament (que és inert, que conté poc oxigen i nivells elevats de co₂ i vapor d’aigua) de nou al col·lector d’entrada.
El gas d’escapament inert desplaça l’oxigen a l’aire d’entrada i absorbeix la calor durant la combustió, baixant les temperatures màximes de la flama<1,370°C-effectively reducing NOₓ production by 30–70%.
No obstant això, el gas d’escapament que surt del motor és extremadament calent (350-600 graus per a motors dièsel, 250-450 graus per a motors de gasolina). Si aquest gas calent es recircula directament, augmentaria la temperatura de l’aire d’entrada, negant algunes reduccions de noₓ i fins i tot reduir l’eficiència del motor. El refrigerador EGR soluciona aquest problema refredant el gas d’escapament abans de la recirculació.
Com funciona un refrigerador EGR
El refrigerador EGR funciona al líquid - a - Principi d'intercanvi de calor de gas, utilitzant el refrigerant del motor (o, en algunes aplicacions pesades -, un bucle de refrigeració dedicat) a absorbir la calor del gas d'escapament calent. La seva operació està estretament integrada amb el sistema EGR, seguint aquesta seqüència:
1. El gas d’escapament calent entra al refrigerador EGR
El sistema EGR utilitza una vàlvula EGR (controlada per l’ECU del motor) per desviar una quantitat mesurada de gas d’escapament calent del col·lector d’escapament (o la sortida de turbocompresor) cap a l’entrada del gas d’escapament del refrigerador EGR.
El gas d’escapament flueix a través d’una xarxa de passatges petits i estrets (tubs o canals) dins del nucli del refrigerador - dissenyats per maximitzar la superfície en contacte amb el medi de refrigeració.
2 El refrigerant del motor circula pels passatges de gas d’escapament
El refrigerant del motor (el mateix refrigerant que s’utilitza per refredar el bloc del motor i la cilindre) es bombeja a l’entrada del refrigerant del refrigerador EGR (normalment connectat al sistema de refrigeració del motor aigües amunt del radiador).
El refrigerant flueix al voltant de l’exterior dels passatges de gas d’escapament (a la closca o jaqueta del refrigerador), creant una barrera entre el gas d’escapament calent (dins dels passatges) i el refrigerant refrigerador (exterior).
Disseny crític Nota: el flux de gas i el gas d’escapament en direccions contracorrent (el refrigerant entra a prop de la presa de gas d’escapament, surt a prop de l’entrada del gas d’escapament). D’aquesta manera es maximitza la diferència de temperatura (ΔT) entre els dos fluids en cada punt del refrigerador, garantint una transferència de calor eficient.
3. La transferència de calor es produeix (refredar el gas d’escapament)
La calor del gas d’escapament calent (350–600 graus) es realitza a través de les parets dels passatges de gas d’escapament (normalment fets de calor - Materials conductors com l’acer inoxidable o l’aliatge d’alumini) al refrigerant refrigerador (80-100 graus).
El gas d’escapament es refreda significativament - normalment a 150–250 graus (motors dièsel) o 120–200 graus (motors de gasolina) - depenent de la mida del refrigerador i el cabal de refrigerant.
El refrigerant absorbeix aquesta calor i surt de la sortida del refrigerant del refrigerador EGR, i després flueix al radiador del motor (o al tanc d’expansió del refrigerant) per refredar -se abans de Re - que entri al motor o del refrigerador EGR.
4. El gas d’escapament refrigerat es recirma a la ingesta
El ara - de gas d’escapament inert deixa la sortida de gas d’escapament del refrigerador EGR i viatja al col·lector d’entrada del motor (sovint barrejant -se amb l’aire d’aire fresc aigües amunt del turbocompressor o el cos de l’acceleració).
Aquesta barreja de combustible refrigerada i diluïda - entra a la cambra de combustió, on baixa les temperatures de combustió màxima i redueix la formació noₓ - completant el cicle EGR.
