2018年我國(guó)廢氣再循環(huán)技術(shù)（EGR）行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)

    廢氣再循環(huán)技術(shù)（EGR）是通過(guò)將一部分廢氣引入燃燒室，吸收燃燒產(chǎn)生的部分熱量來(lái)降低燃燒溫度和壓力，同時(shí)利用廢氣中惰性氣體對(duì)氧氣的稀釋作用，來(lái)破壞Nox產(chǎn)生的條件，達(dá)到減少Nox的生成量的效果，最終實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)排放水平的提升，EGR系統(tǒng)主要由EGR閥、EGR冷卻器、EGR管、單向閥、ECU控制器等構(gòu)成。

EGR工作原理

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理

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    根據(jù)研究，EGR節(jié)省油耗效果明顯，如下圖所示，從第三象限到第一象限代表著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

    第一象限內(nèi)的技術(shù)均需要配合汽油機(jī)EGR來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，汽油機(jī)EGR的未來(lái)應(yīng)用將非常廣泛。據(jù)博格華納描述，用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶冷卻器的EGR系統(tǒng)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同可節(jié)省油耗5-8%甚至更高。

    目前汽油機(jī)工作存在諸多問(wèn)題，不利于節(jié)能和環(huán)保：

    第一點(diǎn)是泵氣損失。汽油機(jī)是通過(guò)節(jié)氣們體控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率和扭矩的，因此當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷比較小時(shí)，節(jié)氣門的開(kāi)度就比較小，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的泵氣損失就比較大。渦輪增壓就是為了解決發(fā)動(dòng)機(jī)小負(fù)荷區(qū)工作泵氣損失大的問(wèn)題而引入的。VVT和不帶冷卻器的EGR可以起到相同的作用。

    第二點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)爆震問(wèn)題。無(wú)論直噴發(fā)動(dòng)機(jī)還是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，汽油機(jī)小型化后發(fā)生爆震的傾向性會(huì)加強(qiáng)，目前只能依靠降低壓縮比、推遲點(diǎn)火提前角的方式來(lái)抑制爆震，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗和性能都會(huì)帶來(lái)負(fù)面影響

    第三點(diǎn)是燃燒效率低。汽油機(jī)的排氣溫度要求是低于950℃。而為了降低排氣溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速高負(fù)荷的工況下需要采用開(kāi)環(huán)控制，也就是過(guò)噴油。通過(guò)過(guò)噴油把排氣溫度降低，但這部分“過(guò)噴射”的燃油將完全浪費(fèi)，造成浪費(fèi)。

    而安裝EGR有利于解決汽油機(jī)存在的問(wèn)題，如下圖所示：

    抗爆震區(qū)域（左上）：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低，負(fù)荷較高的時(shí)候，通過(guò)引入EGR來(lái)降低燃燒溫度來(lái)避免爆震。而引進(jìn)EGR后，降低燃燒溫度，因此點(diǎn)火提前角可以提前一些，有助于功率發(fā)揮和降低油耗

    過(guò)噴油區(qū)域（右上）：在轉(zhuǎn)速較高時(shí)，引進(jìn)EGR就無(wú)需采用過(guò)噴油的方式來(lái)保證排溫在要求的950℃以下。

    優(yōu)化燃燒區(qū)域（中間）：傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)中采用的奧托循環(huán)效率和壓縮比、比熱容比有關(guān)。壓縮比越大，發(fā)動(dòng)機(jī)越容易爆震。由EGR引進(jìn)的廢氣屬于惰性氣體，因此發(fā)動(dòng)機(jī)可以適當(dāng)?shù)靥岣邏嚎s比而不會(huì)發(fā)生爆震，。奧托循環(huán)的熱效率與壓縮比呈正比關(guān)系，因此壓縮比提高后，熱效率隨之提高。比熱容比方面，空氣的比熱容比是1.4，汽油的比熱容比是1，廢氣的比熱容比是1.3，因此EGR引入了廢氣后提高了比熱容比。根據(jù)奧托循環(huán)效率公式：η=1-1/（εγ-1），η為效率，ε為壓縮比，γ為比熱容比。比熱容比和壓縮比提高可增加奧托循環(huán)效率。

    減少泵氣損失區(qū)域（左下）：采用VVT(內(nèi)部EGR)和不帶冷卻器的外部EGR可以實(shí)現(xiàn)在低轉(zhuǎn)速低負(fù)荷條件下降低泵氣損失。

    在國(guó)內(nèi)，部分乘用車車企也逐步開(kāi)始嘗試使用汽油機(jī)EGR系統(tǒng)。我們認(rèn)為，在汽車行業(yè)節(jié)能減排的大背景下，EGR滲透率有望大幅度提升，按2020年EGR滲透率80%，乘用車產(chǎn)量2900萬(wàn)輛，EGR系統(tǒng)500元/只，EGR冷卻器150元/只進(jìn)行測(cè)算的話，2020年我國(guó)EGR系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)116億元，EGR冷卻器市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)34.8億元。