汽车燃油蒸发控制系统

1、.：.；汽车燃油蒸发控制系统 1， 汽车燃油蒸发控制系统的组成及功能汽车燃油蒸发控制系统主要由活性碳罐，双通阀，脱附控制阀，空气滤清器或者吸气除尘器，水截止阀，集液器液汽分别器， 快速插接头，管路及支架等组成，假设装有车载诊断系统OBDOn Board Diagnostic system就还包括气泵，电磁阀，压力传感器等。美国克莱斯勒公司300C轿车最新燃油系统OBD安装为ESIMEvapor System Integraty Monitor替代了气泵、电磁阀、压力传感器。ESIM的功能是检测系统能否有泄露、脱附流量能否满足要求、ORVR (On Board Refueling Recover

2、y)系统加油阻力能否过大。燃油蒸发控制系统的主要功能是发动机不任务时防止汽油蒸汽排放到大气，由活性碳罐吸附，维护环境；发动机任务时又把罐中的汽油蒸汽吸到发动机中熄灭掉，节 约能源。上海群众汽车公司1998年初，对桑塔纳汽车作过对比实验。不装碳罐时，一个燃油蒸发排放测试循环，汽油蒸汽HC排放量为28克；装华安公司碳罐 时，一个燃油蒸发排放测试循环，汽油蒸汽HC排放量仅为0.14克。有资料阐明，普通汽油车在良好情况下运转一天排放出约560余克污染物 HC,CO,NOx，少量SO2和铅化物。其中60%尾气，20%油箱，20%曲轴箱。所以国家有3个相关环保法规加以限制。不限制将对 大气环境呵斥严重的污

3、染。即呵斥能源浪费又危害人体安康。例如，北京如今汽车保有量约350万辆左右，假设不限制一天将排放1960吨污染物。光油箱排放 燃油蒸发排放，一天就是392吨左右。所以，假设北京的汽车都不装碳罐，等于一天向北京市洒392吨左右汽油。不算不知道，一算吓一跳。汽油蒸汽含有 多种HC化合物，其中有醛类和多环芳香烃，前者引起结膜炎、鼻炎和支气管炎，后者是强致癌物质。由此可见燃油蒸发控制系统的经济效益和社会效益之大了。11，活性碳罐：外形各异的罐体内装有，对汽油蒸汽吸附和脱附才干很强的汽车公用活性碳。对汽油蒸汽起吸附和脱附作用。碳罐的构造分为或单腔或双腔甚至 三腔式。单腔构造简单但长细比较低，任务才干较小

4、；双腔或三腔长细比较大，构造较复杂，活性碳一样容积情况下，任务才干提高20%至40%。或有集液器或 无集液器。普通有三个通气口，一个接双通阀通油箱，一个接脱附控制阀通发动机，一个通大气。大气口或分为两口，一口碳罐吸附时通大气，一口碳罐脱附时通大 气。脱附通气口因是进气口，有时还加一个空气过滤器。美日碳罐内部的脱附通路上多加阻尼器或扰流器，以减少油箱内的汽油蒸汽直接进入发动机进气管，影响空 燃比和发动机转速的平稳性。1- 2，双通阀：也叫保压阀和吸附控制阀，一头通油箱，一头通碳罐。发动机不任务时，环境气温升高，油箱内产生汽油蒸汽构成正压，汽油蒸汽经过此阀进入碳罐， 被活性碳吸附；环境气温下降汽油

5、蒸汽凝结，油箱内构成负压时，大气经过碳罐和此阀进入油箱，给油箱补气。此阀比较关键，假设油箱负压时此阀不通，发动机工 作时将发生油箱吸扁或发动机灭火。西安秦川汽车公司奥拓汽车曾发生过此问题，因此停顿了原碳罐厂家供货而选用我公司的碳罐。假设油箱正压时，此阀开启压力 过大，如大于3，63KPA，那么供油系统做通气性能检测时，将达不到我国法规的要求。即充气压3，63KPA之后，翻开碳罐大气口，2MIN之内，压力降 不到0，98KPA以下。为此湖南长丰汽车公司委托我公司重新开发了此阀。我公司开发的新阀到达了我国法规要求。德国群众汽车公司双通阀正压开起压力较 低，只需0.3Kpa。当正压达1Kpa时，气流

6、量为7至16L/mln，满足我国法规要求。美，日汽车公司双通阀正压开起压力较高，日本阀开起压力普通 2.94至3.92Kpa，甚至更高，4.0Kpa时气流量1L/mln以下。美国双通阀开启压力7.0Kpa以上。美日双通阀不能满足我国汽车供油系统 通气性能的法规要求。假设此阀的正压开启压力较高，可把较多的汽油蒸汽憋在油箱内，这样碳罐容积较小，整车燃油蒸发排放测试也能达标。根据气体方程 PV/T=常数的原理，保压阀的开启压力对应一定的油箱内的蒸汽温度，当环境温度在此温度以下时，不会有蒸汽翻开此阀进入碳罐，油蒸汽被憋在油箱内。此阀另外一个重要的功能是，发动机任务时使发动机进气管与油箱通气管为截止形状

7、。这是德国群众汽车的优势。由此，发动机转速的平稳性不受油箱浓汽油蒸汽的 干扰，关电源后，发动机马上灭火，否那么，那么不能。其他国家双通阀无此优势。进气管的负压有能够翻开此阀，与油箱相通，对发动机的转速发生影响。为稳定发动 机转速，美国和日本在碳罐构造上想方法，加扰流器或阻尼器以缓冲油箱的浓汽油蒸汽进入发动机。此法不佳，降低了碳罐的任务才干。桑塔纳的老碳罐即取消了扰 流器。13，脱附控制阀PCV：化油器式发动机为真空控制式脱附阀，由分电器真空膜盒的真空压力所控制，与点火提早角同步任务，即发动机转速愈高，提早角 越大，脱附阀的开起越大，脱附流量也越大。怠速时脱附流量为零以免影响发动机的启动性能和怠

8、速稳定性。2000年春天保定长城汽车公司碳罐脱附控制阀性能 能欠佳，发动机不好启动，请我公司给以技术支持处理了此问题。电喷发动机为电磁控制式脱附阀，其脱附时间和气流量由ECU电脑经过调整脉冲电流的占空比， 来控制脱附流量的变化。其流量变化范围普通为0至70L/min。此阀也是关键件。阀的功能不好或控制不佳，将直接影响发动机运转的平稳性和碳罐脱附的有 效性。如，上海通用赛欧汽车碳罐的活性碳被汽油浸透，就是由于不能有效脱附呵斥的。一汽群众和上海群众都发生用户报怨脱附电磁阀噪声的问题。14，水截止阀：由下部吸附单向阀、上部脱附单向阀、脱附气流过滤器、及脱附管和吸附管组成。吸附时油箱的汽油蒸汽经过碳罐

9、、下部单向阀和通气管通 向大气。脱附时，大气流经过过滤器、管道及上部单向阀、经过碳罐、脱附控制阀进入发动机。其主要功能是汽车涉水时，防止水进入碳罐和发动机。一汽群众 Audi汽车和上海群众Passat汽车，此阀为从德国KAYSER公司进口的原装件。因进气单向阀膜片共振噪声用户埋怨极大，碳罐总成拆下退货索赔，华 安公司蒙受了极大的经济损失。本来是德国KAYSER公司的责任。其实问题很简单，气流煽动频率与膜片固有频率相等时，便发生共振。膜片固有频率 F=1/2 只需改动膜片的M值或K值，便可避开共振。但德国KAYSER公司从2001年8月直到2003年9月经过两年多的时间还没有处理此问题。15，集

10、液器：普通集成在碳罐上，非分立元件。其作用是把通向碳罐的汽油蒸汽凝结的油液搜集储存起来，防止油液直接浸到活性碳中，假设活性炭浸泡，将阻 止汽油蒸汽经过，妨碍后部活性碳对汽油蒸汽的吸附。集液器中油液有两种方式回收，一是靠油箱负压吸回油箱，或是靠发动机进气管负压使油液再汽化经过脱附阀 进入发动机熄灭。16，快插接头及管路：把燃油蒸发控制系统各元器联接起来，完成系统的功能。以上是奥迪A6和帕萨特B5汽车燃油蒸发控制系统的组成及功能。其他车型的系统与此系统大同小异。2， 燃油蒸发控制系统的新开展随着环保法规的不断提高，美国燃油蒸发控制系统开展很快。2000年美国国家法规规定，轿车全部安装ORVR安装，

11、轻型卡车也要在5年之内全部装ORVR。ORVR即汽车加油过程汽油蒸汽回收安装的英文缩写，On Board Refueling Vapor Recovery。加油时油枪塞住加油口，油箱中全部汽油蒸汽经过系统气阻小的短路导管进入碳罐。空气流量5kg/h时，压差小于62mbar，1分钟左 右，约30至40克的汽油蒸汽全部被碳罐吸附。在美国此项举挫不仅大大改善了大气环境而且每年可节约30至40万吨汽油。有ORVR系统的碳罐构造更复 杂，活性碳的透气性更好，任务容量更大，活性碳的容积也更大，可达2至4L。加油口盖也较复杂，除了密封安装外，还有气路切换安装。加油过程油箱中的汽油 蒸汽不经过保压阀直接进入碳

12、罐。近期美国加州对汽车燃油蒸发排放又提出了近零排放的法规PZEV，2至3天的排放限值为0.05g/Test。而美国 环保局的法规是2至3天排放限值是0.95g/test。由于加州法规的提高，目前美国加州有20/。的汽车在碳罐的出气口又加了一个honey comb安装，是一个用蜂窝状的活性碳滤芯做成的小碳罐。这样，整车燃油蒸发排放2至3天 可小于0.05克/test。为严防燃油系统泄露，最近燃油蒸发控制系统又加了车载诊断系统OBD。 3，燃油蒸发控制系统的开展历史.1970年左右，美国加州立法汽车必需安装活性碳罐，以防止油箱通气口的汽油蒸汽排放到大气。那时的活性碳是煤基碳，任务容量较低，只需5g

13、/100ml 左右。汽车整车燃油蒸发排放测试方法是搜集法，一小时测试循环排放限值是6g/test，处于低级阶段。1975年美国消费出了木基汽车公用活性碳，任务 容量提高了一倍。1980年左右，汽车燃油蒸发采用密闭室测试方法，也叫浓度法。一小时测试循环排放限值是2g/test。1995年以后，仍为密闭室 法，2至3天测试循环排放限值是2g/test。2000年左右汽车燃油蒸发控制系统开场安装ORVR安装。排放限值更为严厉，美国环保局规范2至3天测 试循环限值为0.95g/test，而加州规范那么为0.5g/test，甚至提出了近零排放的规范PZEV，2至3天排放限值为0.05G /test。 我

14、国1990年切诺基Cherokee汽车开场装进口的汽车碳罐，1995年开场装国产碳罐。1996年 BJ212汽车开场大批量装我公司消费的国产碳罐。1997年上海群众和柳州五菱开场大批量装我公司消费的国产碳罐。1998 年一汽群众开场大批量装我公司消费的国产碳罐。如今，一切在中国消费的汽油轿车都必需安装碳罐，或是进口，或是国产。我国燃油蒸发排放沿用的法规是欧洲规范。第一个法规1995年制定，等同欧I规范，即搜集法。一个测试循环从碳罐大气口和空滤器大气口排放的HC限值为 2g/test。如今普遍采用欧II规范，正向欧III规范过渡。两规范皆为密闭室HC浓度丈量法。排放限值皆为2g/test。只不过

15、加热方法不一样。 欧II加热方法为：油箱从15C一小时加热温升到30C模拟昼夜换气损失。40KM/h运转40分钟停车一小时，丈量热浸损失。欧III加热方法是整 车在密闭室内加热，从20C，11小时升温到35C，再从35C13小时降到20C。丈量密闭室内HC浓度，温度，气压，密闭室容积，利用这四个 参数根据公式计算出HC总的排放克数。密闭室HC浓度丈量方法测得的HC克数不仅是燃油系统的排放，还有整车油漆，内饰，外饰件一切可以挥发HC物质的排 放，叫背景排放。这就对碳罐提出了更高的要求，要求从碳大气口排出的HC 更少，整车排放才干达标。 影4,影响响燃油蒸发控制系统功能的要素燃油蒸发控制系统的每个

16、元件，每部分构造都有它特定的功能。由于此系统是附属于动力统的一部分，其性能的好坏不仅影响燃油蒸发污染物排放的限值，而且直接影响发动机的启动性能，转速平稳性等动力性能。 活性碳罐是系统中最关键的元件。影响碳罐吸附和脱附任务才干的要素如下。 碳罐任务容量的目的是BWC和GWC 。BWC是Butane Working Capacity即丁烷任务才干的英文缩写，单位是g/100ml；GWC是Gasoline Working Capacity即汽油任务才干的英文缩写，单位也是g/100ml。BWC与GWC 成线性正比关系。斜率大小与所用活性碳种类和测试条件有关，普通BWC 是GWC 的1.6至3.3倍。

17、BWC越大，GWC也越大。丁烷是单质资料，BWC测试值反复性较好，检测手段较简便，便于活性碳消费过程产质量量的及时控制。GWC普通用于活性碳罐的检测。汽油为多种碳氢化合物的混合物，蒸发温度或挥发性各不一样。GWC 的 丈量值受多种要素的影响。不同种类的汽油，同种类不同批号的汽油，汽油的运用次数，加载率，环境温度，气压等等多种要素影响着GWC 值。所以，GWC检测的反复性较差。同一个碳罐，不同情况测得的GWC值很不一样。因此，如今普通碳罐检测方法也逐渐运用BWC 。对于碳罐来说BWC和GWC可以等同认可。但是，碳罐用于汽车，用于汽车整车燃油蒸发排放控制，所以整车燃油蒸发检测必需运用GWC。 BW

18、C和GWC的检测方法各国家的规范，各企业的规范各不一样。美国环保局EPABWC的检测方法是：丁烷流量15g/h，同时丁烷和氮气的容积流量 各占50/。的混合气体给碳罐加载。碳罐消费厂家消费的碳罐，BWC和GWC的量值和检测方法，必需同时满足主机厂的企业规范和我国国家规范的要求。由 于检测原理是一致的，所以检测结果虽有不同，但差别不是很大的。 41，影响碳罐任务才干的首要要素是活性碳根据活性碳的孔道直径不同，从2A至1000A分为多种不同用途的活性碳，如空气处置，水处置，溶剂回收，脱色，化学分析等等。汽车公用活性碳的孔道直径 从10A 至50A。我国是世界活性碳的出口大国，占第三位。汽车活性碳如

19、今也有了较快的开展。目前世界各国家的汽车活性碳根据工艺和性能的不同分为两大类，破碎型 和园拄型。任务才干BWC分别为9g/100ml，11g/100ml，11.5g/100ml,15g/100ml等。活性碳的任务才干和活性碳罐的工 作才干单位一样，但检测方法不一样，结果也完全不一样。但活性碳的任务才干越大，其装入碳罐的任务才干也越大。活性碳的任务才干还取决于空隙率，空隙的表 面面积。例如，美国WESTVACO公司的WVA1100 1025木基活性碳的孔隙外表面积为1820m/g，孔隙率为1.16CC/g，平均孔道直径为25.6A1A=108cm，其BWC为 11.7g/100ml；而椰壳碳的孔

20、隙外表积为1208m/g，孔隙率为0.56CC/g，平均孔道直径为18.6A，其BWC只需6.3g /100ml，几乎小了一倍。活性碳的任务才干主要取决于活性碳的孔隙构造。汽车活性碳的孔道构造分为大孔道，中孔道，微孔道。中孔道直径为20A至50A，对汽油的吸附作用和脱 附作用都好。微孔道吸附后不易脱附，构成残存量。20A以下的孔道直径为微孔道。50A以上为大孔道是汽油蒸汽的通道。中孔道越多任务才干越大。活性碳的 主要技术目的是：任务才干，堆积比重，含水量，含灰量，磨擦硬度，颗粒尺寸，PH值，氯离子含量等。活性碳容积的影响：碳罐的BWC和GWC 与所装活性碳的容积成正比，随着排放法规的提高，碳罐

21、的容积越来越大，由于美国汽车燃油蒸发控制系统普遍安装了ORVR安装，碳罐活性碳容积提高到2至4升。42，汽油运用次数的影响新换的汽油GWC较大，运用数次的汽油GWC较小，运用5次以上的汽油GWC小20/。至50/。由于易蒸发的HC化合物较少了。43，温度影响升温过程有汽油蒸汽蒸发，但在45C恒温过程几乎没有蒸发，经过十几个小时碳罐也不增重。由于PV/T=常数，T和P不变V也不变，因此在恒温恒压下， 蒸发与凝结处于动态平衡形状，不再有燃油蒸汽进入碳罐。德国群众企业规范不断改良，GWC的测试方法为了在恒温情况下，仍有汽油蒸汽给碳罐加载，在恒温过 程中同时给油箱通入恒定流量的氮气，以便把汽油蒸汽带出

22、给碳罐加载。这样便防止了每个测试循环都要换新汽油的费事。规范规定可运用五个循环再换新油。环境温度高时GWC下降，环境温度低时GWC上升。所以，碳罐装于车身外边阴凉处比装于发动机舱内好。夏天，汽车不宜长时间放在爆晒处。高气温，高蒸发，但GWC 下降。此时最易出现汽油味，但不是燃油蒸发控制系统本身的缺点。碳罐GWC再大也是有限的。此时启动发动机两分钟后即可消除汽油味。44，加载率的影响加载率越高任务才干越小，GWC 0.1至0.3g/min加载率比30至40g/min加载率ORVR的情况下高30至40/。；南方夏天炎热环境气温很高，大量汽油蒸发，对碳罐 加载率高，GWC 反而低。环境气温越高,GWC越低，因此夏天高温天气碳罐容易饱和，碳罐出气口易跑出汽油蒸汽，出现汽油味。所以夏天汽车不宜放在爆晒处。一旦出现汽油味 启动发动机使碳罐脱附一两分钟后即可消除汽油味。这种景象不是燃油蒸发控制系统的缺点，由于碳罐的任务才干不是无限的。要跟维修站讲清楚，汽车放阴凉处， 不要一有汽油味就换碳罐。45，碳罐长细比及内部构造的影响装碳容积一样的情况下，长细比大的碳罐比长细比为一的碳罐任务才干大。长细比的最正确值为3.5左右。长细比为3