浅析汽车燃油蒸发控制系统

汽车燃油蒸发控制系统主要由活性碳罐，安全阀，碳罐 电磁阀，空气滤清器，管路及支架等组成（见图２）。其系统 的性能，一方面与其部件性能有关，同时也受整车匹配效果 及环境情况所影响。
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图２汽车燃油蒸发控制系统
整个系统中，对整个排放贡献最大的就是碳罐。碳罐的 性能衡量参数主要是有效吸附率及脱附能力。而碳罐的吸附 及脱附能力主要依靠活性碳粉的工作能力。其中影响活性炭 性能的主要指标分别为：（１）比表面积，即活性炭所有孔隙 的表面积与其外形表面积之比，该比值越大，活性炭孔隙越 多，有效吸附能力越高；（２）活性炭孔径分布，即活性炭孔 隙按其直径大小的分布规律，分布中过渡孔和微孔所占的比 率越大，有效吸附率也越大。当然在选择过程中不能只追求 微孔的数量，如碳粉中存在大量微孔将直接导致碳粉脱附能 力下降，碳罐极易饱和，无法脱附最终失效。另当车辆长期 工作在阴霾大雾天气中，这时空气中的水蒸汽将被活性碳吸 附，从而减低活性炭的对汽油的吸附能力（见图３）。不过当
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Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ｆｕｅｌ ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ
Ｈｅ Ｙａｎｂｉｎ，Ｄｕ Ｘｉａｏｌｉｎ，Ｌｉｕ
Ｗｅｉｆｅｎｇ
（１．Ｇｒｅａｔ Ｗａｌｌ Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｈｅｂｅｉ Ｂａｏｄｉｎｇ ０７１０００； ２．Ｈｅｂｅｉ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｈｅｂｅｉ Ｂａｏｄｉｎｇ ０７ １ ０００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｅｘｔ ａｎａｌｙｓｅｓ
ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｖｏｌｕｍｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ
ｆｕｅｌ
ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｐｅｔｒｏｌ ｖｅｈｉｃｌｅ
ｉｎ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｅｒｉｏｄ，ａｌｓｏ ｅｘｐｌａｉｎｓ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＨＣ ＣＬＣ ＮＯ．：Ｕ４６４．３
ｍａｊｏｒ
ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎｓ ｉｎ ａｌｌ ｐａｒｔｓ ｏｆ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．
Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ；Ｆｕｅｌ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｃｏｄｅ：Ａ Ａｒｔｉｃｌｅ
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１、整车ＨＣ的主要来源
整车ＨＣ的主要是由整车塑料件析出物、橡胶件析出物、 曲轴箱析出物，燃油系统析出物构成，本文以介绍燃油系统 析出物为主。
作者简介：何彦彬，就职于长城汽车股份有限公司。
慢，油气产生较少。 当温度越高时，压力越低，燃油的蒸发性会越强。如果 整车采用全回油系统，这时回油管路压力相对供油管路压力 低，并且存在压力变化，产生燃油蒸汽的机率高，所以相比 较而言无回油系统的设计可以有效的减少燃油蒸气量。
ＩＤ：１６７１－７９８８（２０１５）０３－１１－０３
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根据公安部交通管理局数据显示截至今年１１月，我国机 动车保有量达２．２３亿辆，汽车保有量达１．３７亿辆，大中城市 中汽车保有量达到１００万辆以上的城市数量达１４个。可以说 中国正在逐步步入汽车时代，但随之而来的就是环境问题。 国家对汽车的污染物的控制也越来越严格。其中污染物来源 基本上包括：汽车尾气，曲轴箱泄漏和燃料供给系统中燃油 的蒸发。燃油蒸发排放的主要成分是ＨＣ，它占汽车总ＨＣ 排放量的２０％左右。各６５９１．７４大汽车公司为了控制ＨＣ的 挥出均设置了汽车燃油蒸发控制系统。 １．１汽车行驶过程中的蒸发排放 汽车行驶过程中燃油蒸气是指从发动机燃油供给系统析 出的燃油蒸汽。 车型行驶过程中空气流经燃油箱总成，从而带走燃油箱 温度，使温度不会积聚。当燃油箱内燃油温度低时，蒸发缓
图１温度变化示意图
空气干燥时，碳罐内水分蒸发后，碳罐工作能力可以基本恢
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１．３热浸蒸发排放 热浸蒸发排放是指汽车行驶停止后，风扇和迎风面的冷 却也停止，发动机系统的残余热量使燃油温度升高而引起的 蒸发排放。 它主要发生在车辆停止后１ ｈ或更短的时间内。由于汽 车停止运转后燃油箱风冷效能消失，这时燃油温度受环境温 度、电子燃油泵温度释放、燃油管路温度积聚等导致汽车燃 油箱的温度显著高于车辆全天正常温度。由于燃油蒸发排放 量与油箱温度密切相关，所以这段时间虽然很短，但燃油蒸 发量却非常突出。 １．４燃油加注蒸发排放 燃油加注蒸发排放是指汽车加油过程所造成的汽油蒸发 排放。在加油的开始时，有时燃油箱内的正压力较高，打开 油箱盖时燃油蒸气会在压力作用下溢出油箱：在加油过程中， 油箱的蒸气容积不断减小，油箱内的气体向外排出，这时燃 油蒸气及加油时的汽油冲击作用所形成的小液滴就随之流入
参考文献
［１】胡斌．电子工程师必备．２０１３，（４）：２０—２１．
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【２】冯渊．汽车电器与电子控制技．２００９，（１１）：７０—７１ ［３］李哲英．ＭＯＳ管模型．电ｆ世界．２００５，（０２）：３６—３８ ［４］张兴．电力电子技术２０１０，（７）：２６—２７．
（上接第１２页） 现在国内主机』一也正在开发用ｒ控制加油蒸发的系统（简称 ＯＲＶＲ系统），其主要手段是增加碳罐容积，使燃油加注过程 中的燃油蒸汽储存在碳罐内部，防止蒸汽外溢。 安全阀一边连接油箱，一边连接碳罐。发动机不工作时， 环境气温升高，油箱内产生汽油蒸汽形成正压，汽油蒸汽通 过此阀进入碳罐，被活性碳吸附；环境气温下降汽油蒸汽凝 结，油箱内形成负压时，大气通过碳罐和此阀进入油箱，给 油箱补气。其主要设计点在于开启压力设定值。如果油箱负 压较大时此阀不能打开的话，就存在发动机工作时将发生油 箱吸扁或发动机抖动火火的隐患。如果油箱正压时，此阀开 启压力不得大于３．６３ｋＰａ，否则供油系统不满足我国法规关于 通气性的要求。不过可以适当的提高此阀的正向开启压力， 这样就可以把较多的燃油蒸汽储存在燃油箱（需考虑燃油箱 设计耐正压能力）内，呵以使碳罐的容积减小，同样也可以 通过整车测试。 碳罐电磁阀也称脱附控制阀。现在电喷汽车主要由发动 机ＥＣＵ控制，碳罐电磁阀设计非常关键，它直接关系到碳罐 的清洗效果和对发动机性能的影响。若碳罐电磁阀的开启设 计不合理，会导致碳罐中汽油蒸气不能及时脱附到发动机中 燃烧掉，而是从碳罐中溢出，使得蒸发排放增加。或者在碳
２、总结
由国内的汽车发展来看，ＢＣＭ已经越来越多的应用到商 用车领域，而ＢＣＭ市场故障率＋直居高不下。通过上述分析 可以看出，有很多故障，是可以在设计阶段解决规避的，通过 对这些问题进行总结分析、积累设计经验，就能更好的控制产 品质量，保证整车的可靠性。将前期的故障进行统计，形成学 习或借鉴的文件，可以作为汽车设计工程师的设计参考。
罐脱附过程中，较大的脱附流量虽然保证有良好的脱附效果， 但可能会影响发动机的空燃比，从而破坏发动机的性能，对 其整个系统中硬件造成不良影响。要保证碳罐既有良好的清 洗效果又不影响发动机的性能，对脱附阀的设计有如下要求： 大负荷情况下少进气：中等负荷时在不影响发动机性能的前 提下允许多进气（在不影响系统其他硬件的前提下）；怠速时 尽量少进气或不进气。
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图３注水后的碳罐的吸附能力示意图
碳罐的结构形式对碳罐工作能力也有一定的影响，在碳 罐设计中尽量避免死角，使空气及燃油蒸汽可以尽可能的流 经炭粉。 为应对更为苛刻的法规要求，避免加油过程中的燃油蒸 发造成对环境的影响， （下转第３９页）
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汽车实用技术
２０１５年第３期
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２０１５年第３期 １．２昼间蒸发排放
何彦彬等：浅析汽车燃油蒸发控制系统
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大气。另外，加油管在插入及拨出加油口时还会有燃油的滴 漏现象。
昼间蒸发排放是指由于大气温度对停放汽车的加热所引 发的燃油蒸发，蒸气膨胀并从油箱中溢出。 车辆行驶及停放过程中，由于整车燃油系统基本均处于 车辆底部，这时路面及环境温度对燃油供给系统就会有较大 的影响。 如图ｌ所示，在中午１０：００～１４：００点时路面温度升高到 最高点，这时由于环境温度使油箱温度逐渐升高，油箱内的 蒸气量逐渐增多：当压力值高于设定的系统压力值时，蒸气 流经管路被碳罐吸附暂存；但由于碳罐容积限制，当大量蒸 汽不断涌出，碳罐将吸附饱和，少量蒸气会克服碳罐的阻挡 而溢出，造成昼问蒸发排放。在１６：００～８：００点时间段中，环 境温度降低油箱内的温度逐步随之降低，燃油蒸气的压力逐 渐降低，当压力低于系统设定值时蒸气停止外溢；油箱的压 力继续降低，当压力低于大气压力时，真空度作用下逆向打 开，外界空气就会被吸进燃油箱。空气在进入油箱的过程中 会对碳罐产生逆向吹洗，将碳罐内吸附的部分蒸气吹回油箱， 这一过程称为反向脱附过程。脱附效应可使碳罐的吸附能力 得到一定程度的恢复。
发周期和开发费用的目的。在芯片选型上，可以选择输入电 压范围较大的芯片。ＬＩＮＥＡＲ公司的ＬＴ３４３３型号电源芯片输 入电压范围可以从４Ｖ～６０Ｖ，满足１２Ｖ和２４Ｖ车型电源系统通 用。当整车常电输入到控制器，通过电源电路将输入电压转 化为５ｖ，提供给其他单片机。具体电路图如下，左侧部分为 电源入预处理电路，通过３个稳压管将大于４２Ｖ的电压稳在 ４２Ｖ：右侧为ＤＣ／ＤＣ电源芯片的典型电路，ＤＣ／ＤＣ芯片可以将 ４Ｖ一６０Ｖ的电压转换成３．３Ｖ一２０Ｖ的电压：芯片的１７引脚为芯 片底部的焊盘，丰要用ｆ散热。
３、结论
本文对汽油车燃油供给系统在不同时期的ＨＣ产生机 理，系统零部件的设计开发要点进行了分析阐述，为提升汽 车燃油蒸发控制系统的性能提供一个借鉴方向。
参考文献
［１】解建光．汽油车燃油蒸发排放控制装置的研究小型内燃机．２０００． 【２】程勇．付铁强李洧高俊华．方茂东国产轻型汽油车蒸发排放现 状与分析．汽车工程．２００２ ［３］石磊．汽车燃油蒸发排放摔制系统汽车工程师．２０１３． ［４】韦海燕．汽油车燃油蒸发污染物控制技术探讨．农机化研究．２００８．