EGR의 효과는 기본적인 열역학 원리에서 비롯됩니다. 배기 가스가 신선한 공기 연료 혼합물과 혼합되면 혼합물의 비열 용량이 증가합니다 - 즉, 온도를 높이는 데 더 많은 에너지가 필요하다는 것을 의미합니다. 이러한 열역학적 효과는 이중적인 이점을 창출합니다.
현대 EGR 밸브는 정밀 엔지니어링의 경이로움을 보여줍니다. 이 구성품은 1,200°F(650°C)를 초과하는 극한의 환경에서 안정적으로 작동해야 하며, 정밀한 유량 제어를 유지해야 합니다. 최신 설계는 실리콘과 같은 고급 소재를 통합했습니다.
엔지니어들은 현재의 한계를 해결하고 성능을 개선하기 위해 EGR 시스템을 계속 개선하고 있습니다. 새로운 설계는 개선된 유로와 자체 청소 메커니즘을 통해 탄소 축적을 줄이는 데 중점을 두고 있습니다. 일부 프로토타입은 안정적인 점화를 유지하기 위해 플라즈마 보조 연소를 통합하고 있습니다.
자동차 제조업체들은 다양한 성능 및 배출 규정을 충족하기 위해 여러 EGR 시스템 구성을 개발했습니다. 시스템 선택은 엔진 크기, 예상 적용 분야 및 비용 고려 사항을 포함한 여러 요인에 따라 달라집니다. 각 설계는 근본적인 문제를 해결하는 독특한 접근 방식을 나타냅니다.
가장 일반적인 EGR 구성은 진공 또는 전자 제어 밸브를 사용하여 배기 가스 유량을 조절합니다. 이러한 시스템은 신뢰성이 좋고 유지보수가 비교적 간단합니다. 밸브 유지보수는 필수적입니다. 밸브 스티킹은 가장 흔한 EGR 시스템 고장 원인 중 하나입니다.
고성능 및 디젤 애플리케이션에서는 흡입구로 재진입하기 전에 재순환된 배기 가스를 냉각하기 위해 열교환기를 자주 사용합니다. 이러한 냉각은 성능 저하 없이 재순환될 수 있는 배기 가스의 질량을 극적으로 증가시킵니다. 냉각기의 설계는 응축수가 생성되는 것을 방지해야 합니다.
최첨단 EGR 시스템은 다중 센서와 정교한 제어 알고리즘을 통합합니다. 이러한 시스템은 배기 가스 온도, 산소 함량 및 엔진 부하와 같은 요소들을 지속적으로 모니터링하여 EGR 유량을 최적화합니다. 일부 설계는 최대 효율을 위해 실린더별로 EGR 비율을 변경할 수 있습니다.
일부 제조사는 작동 조건에 따라 변하는 조절 가능한 유로를 갖춘 EGR 시스템을 개발했습니다. 이러한 설계는 엔진 속도 범위 전체에서 최적의 EGR 비율을 제공할 수 있습니다. 가장 진보된 버전은 흐름 특성을 조정할 수 있는 전자 유압 작동기를 사용합니다.
현대 자동차는 배출 가스 제어를 위해 EGR만을 거의 사용하지 않습니다. 가장 효과적인 시스템은 선택적 촉매 환원(SCR) 및 입자 필터와 같은 다른 기술과 EGR를 결합합니다. 이 통합 접근 방식은 각 구성 요소가 가장 효과적인 범위에서 작동할 수 있도록 합니다.