汽车燃油蒸发控制系统设计指南

目录
一、总成说明
1.1主题
本指南制订了与汽车发动机相匹配的附件轮系各部件的设计开发流程；
1.2适用范围
适用于汽车燃油蒸发排放控制系统的设计开发。

二、燃油蒸发排放控制系统的设计
2.1 燃油蒸发排放控制系统的功用
汽车燃油蒸发污染占汽车HC总排放的20%，燃油蒸发控制系统就是控制由汽车供油系统中油箱产生的燃油蒸汽对环境的污染.，燃油蒸发排放控制系统主要包括碳罐、碳罐控制阀、管路等零部件组成，碳罐控制阀在发动机电控相关章节论述，在此不加论述。

2.2燃油蒸发排放控制系统工作原理：
当环境温度升高时，油箱的压力阀被燃油蒸汽的压力顶开，燃油蒸汽通过管路进入活性炭罐，活性炭罐中的活性炭将燃油蒸汽中的燃油吸附到活性炭颗粒上，当发动机在适当的工况工作时，炭罐脱附阀打开，在发动机进气管真空度的作用下，新鲜空气从炭罐的通大气孔进入炭罐，将吸附到活性炭颗粒上燃油冲刷掉，并以油气的形式被吸
到汽缸中燃烧，从而，避免燃油蒸汽流到大气中污染环境，同时也起到了节油的作用。

燃油蒸发排放控制系统工作原理图如下：
2.3国内蒸发排放法规限值情况
近年来，随着人类环保意识的加强，汽车行业越来越重视排放污染问题，我国于1993年发布采用活性炭罐收集器，收集汽油车燃油蒸发污染物的测试方法和标准限值，1999年发布密闭室测试方法和标准限值。

国内蒸发排放法规限值情况（1995年7月1日生产的新车）：
①（收集法）轻型车2g/试；重型车4g/试验
②（密闭室法）规定在2003年7月1日前限值为：6g/试验
③目前蒸发排放新法规（试运行）规定的限值是：2g/天。

2.4炭罐在整车上的布置:
①炭罐的位置应略高于燃油箱，保证油蒸汽向上运行；
②为减轻炭罐的工作负担，在油箱与炭罐间的管路上，可安装油气分离器。

③远离排气管。

2.5炭罐的主要参数：①炭罐有效容积:
是指炭罐中活性炭的容积：该参数与燃油箱的蒸发面积有关，同等容积的燃油箱，越扁平需要的炭罐有效容积越大②炭罐的工作能力：
是指100ml炭罐有效容积的有效吸附量，即炭罐吸附燃油后的总质量与经空气脱附后的总质量之差。

一般炭罐的工作能力应大于
5.5g/100ml。

2.6燃油蒸发控制系统的优化主要考虑如下问题：
①炭罐有效容积与油箱的合理匹配②同等容积下炭罐的吸附、脱附能力主要由炭罐中活性炭的质量决定，活性炭的原料有两种：一是煤炭，另一种是木炭，以木炭为原料的活性炭，吸附量大、重量轻且价格便宜，汽车用炭罐应优先采用以木炭为原料的活性炭罐。

③炭罐的使用寿命
在外壳保证不损坏的情况下，其寿命与活性炭的质量有关，活性炭经过反复的吸附、脱附过程，粉尘量会不断增多，吸附和脱附能力不断下降，当达到一定程度，其吸附量达不到要求了，便视为失效。

2.7炭罐的脱附时刻及脱附量与发动机工况的匹配情况:
炭罐的脱附时刻及脱附量是通过发动机管理系统的匹配来设定的，由ECU控制炭罐脱附阀的开启时刻及开启量（占空比），为了保证发动机在各种工况下正常工作，一般炭罐脱附的控制有四种模式：
①发动机启动及怠速工况，脱附阀关闭；
②城市工况，空燃比λ浮动量在5%范围内，脱附阀占空比很小；
③学习工况，脱附阀占空比由小变大，脱附量也是由小变大；
④正常工况，脱附阀占空比最大，空燃比λ可在20%-40%浮动。

2.8与整车燃油蒸发排放有关的零部件的材料①整车燃油管路：有资料显示，在燃油蒸发排放总量中，整车燃油管路占总排放量的13%，因此，油管材料的选择也很重要，目前，选择PA11更能满足法规要求，应是油管的首选材料②燃油箱：由于塑料油箱更能适合底盘的复杂形状，可塑成适应底盘空间的各种形状，同时，不存在锈蚀污染问题，因此，比金属油箱得到更广泛应用，为了防止塑料油箱的渗透，目前，采用多层聚合物注塑油箱，以适应对油箱渗透的需要。

2.9典型多层塑料油箱是由下列材料组成的1）3%重量的乙烯基酒精共聚物的隔离层，这是六层油箱的重要组成部分；
2）2.5%+ 2.5%黏结层（LLDPE）;
3）40%+12%高密度聚乙烯;
4）40%回料层;
三、参考标准和相关文件
国标：
参照《汽车工程手册》。