2018年我國廢氣再循環(huán)技術(shù)（EGR）行業(yè)市場規(guī)模預(yù)測

    廢氣再循環(huán)技術(shù)（EGR）是通過將一部分廢氣引入燃燒室，吸收燃燒產(chǎn)生的部分熱量來降低燃燒溫度和壓力，同時利用廢氣中惰性氣體對氧氣的稀釋作用，來破壞Nox產(chǎn)生的條件，達(dá)到減少Nox的生成量的效果，最終實現(xiàn)了發(fā)動機排放水平的提升，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)來源：公開資料整理

    相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《2017-2023年中國廢氣處理行業(yè)深度調(diào)研及投資戰(zhàn)略研究報告》

    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)動機技術(shù)的發(fā)展趨勢。

    第一象限內(nèi)的技術(shù)均需要配合汽油機EGR來實現(xiàn)。因此，汽油機EGR的未來應(yīng)用將非常廣泛。據(jù)博格華納描述，用直流電機驅(qū)動帶冷卻器的EGR系統(tǒng)，根據(jù)發(fā)動機不同可節(jié)省油耗5-8%甚至更高。

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

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

    第二點是發(fā)動機爆震問題。無論直噴發(fā)動機還是渦輪增壓發(fā)動機，汽油機小型化后發(fā)生爆震的傾向性會加強，目前只能依靠降低壓縮比、推遲點火提前角的方式來抑制爆震，對于發(fā)動機的油耗和性能都會帶來負(fù)面影響

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

    而安裝EGR有利于解決汽油機存在的問題，如下圖所示：

    抗爆震區(qū)域（左上）：當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低，負(fù)荷較高的時候，通過引入EGR來降低燃燒溫度來避免爆震。而引進(jìn)EGR后，降低燃燒溫度，因此點火提前角可以提前一些，有助于功率發(fā)揮和降低油耗

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

    優(yōu)化燃燒區(qū)域（中間）：傳統(tǒng)發(fā)動機中采用的奧托循環(huán)效率和壓縮比、比熱容比有關(guān)。壓縮比越大，發(fā)動機越容易爆震。由EGR引進(jìn)的廢氣屬于惰性氣體，因此發(fā)動機可以適當(dāng)?shù)靥岣邏嚎s比而不會發(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可以實現(xiàn)在低轉(zhuǎn)速低負(fù)荷條件下降低泵氣損失。

    在國內(nèi)，部分乘用車車企也逐步開始嘗試使用汽油機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2900萬輛，EGR系統(tǒng)500元/只，EGR冷卻器150元/只進(jìn)行測算的話，2020年我國EGR系統(tǒng)市場規(guī)模有望達(dá)116億元，EGR冷卻器市場規(guī)模有望達(dá)34.8億元。