謝辰陽

摘要：簡要分析加油過程中燃油蒸發(fā)的機理，對裝置的主要部件的工作原理進行詳述。分析了傳統(tǒng)燃油蒸發(fā)控制裝置在整體布置上存在的問題，對針對這些問題提出了相應主要部件的設計方法和布置形式。

關鍵詞：車載加油蒸氣回收技術；排放；回收

中圖分類號：U464 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）018-000-01

Abstract： This paper analyses the mechanism of Fuel evaporation and the working principle of main components and its concrete design method were expounded detailed. This paper also analyses the shortcomings of the existing domestic fuel evaporation control device and presented the overall design requirements of ORVR system for gasoline vehicles for the corresponding disadvantage. The main parameters of check valve， fuel quality control valve， pressure control valve were calculated too.

Keyword： Onboard Refueling Vapor Recovery； discharge； recovery；

一、前言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車保有量逐年增加，輕質(zhì)油品的使用量也隨之快速增長。輕質(zhì)燃油的化學性質(zhì)使其在存儲、運輸和銷售環(huán)節(jié)中易產(chǎn)生揮發(fā)性有機物。揮發(fā)性有機物的排放不僅會導致嚴重的空氣污染，還會直接影響燃油的品質(zhì)。為了改善日益惡劣的大氣環(huán)境，各國出臺了越來越嚴格的汽車排放法規(guī)，針對法規(guī)要求各汽車廠家及研究機構正在不斷地研究和改進新型汽車排放控制系統(tǒng)，其中的加油排放控制技術就是汽油污染物控制的一項重要技術。本文主要分析汽油的蒸發(fā)機理和回收裝置的工作原理。

二、汽油的蒸發(fā)機理

汽油蒸氣的來源

在汽車發(fā)動機中，汽油需要從液體蒸發(fā)成蒸氣，并與一定比例的空氣混合，成為可燃性混合氣，才能在氣缸中燃燒。因此汽油機工作時，容易形成“氣阻，這也直接導致了蒸發(fā)損失的產(chǎn)生。

汽車的蒸發(fā)損失可分為：運轉(zhuǎn)損失、熱浸損失、晝間換氣損失、浸透及遷移損失、駐車蒸發(fā)排放損失、加油蒸發(fā)排放損失。

1.運轉(zhuǎn)損失

發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生大量的汽油蒸氣，這部分蒸氣將直接排放進入大氣產(chǎn)生污染。

2.熱浸蒸發(fā)損失

熱浸蒸發(fā)損失主要發(fā)生在發(fā)動機停轉(zhuǎn)一小時后，汽油蒸發(fā)系統(tǒng)中存留的熱量和壓力會產(chǎn)生一定量的蒸發(fā)損失。

3.晝間換氣損失

晝間換氣損失由晝夜溫差所導致。白天由于氣溫不斷升高，汽油的蒸發(fā)量增大，當汽油蒸氣壓力大于吸附閥設定壓力時，吸附閥就會打開，汽油蒸氣進入活性碳罐暫存。這一過程中，少量汽油蒸氣由于擴散作用將會穿過活性碳層進入大氣中構成晝間換氣損失。

4.浸透及遷移損失

浸透及遷移損失指的是來自燃油系統(tǒng)的滲透損失，及蒸發(fā)控制系統(tǒng)元件的設計特點導致的遷移損失。一般來說，浸透及遷移損失主要與燃油系統(tǒng)和蒸發(fā)控制系統(tǒng)元件的材料及結構有關，受環(huán)境溫度的影響不大。

5.駐車蒸發(fā)排放損失

駐車蒸發(fā)損失是指汽車停放過程中產(chǎn)生燃油蒸發(fā)排放，由于車輛停放時間較長時造成的排放量依然較大，所以仍然值得注意。

6.加油蒸發(fā)排放損失

加油蒸發(fā)排放是指汽車加油過程所造成的汽油蒸發(fā)排放。加油時，油箱內(nèi)的油氣受噴入的燃油的排擠，直接從敞開的加油管口溢出油箱造成一定的損失。

三、車載加油蒸氣回收系統(tǒng)（ORVR）原理

目前我國的許多汽車安裝了活性碳罐式的汽油蒸發(fā)污染物控制裝置，這種裝置利用活性碳罐暫時存儲來自油箱的汽油蒸氣，不能有效的對汽油加油過程的汽油蒸氣進行回收，并且存在以下問題：

1.加油口沒有形成密封。加油過程中大部分的汽油蒸氣直接從加油口逃逸到大氣中，僅少量被回收。

2.自封式加油槍只有當油液淹沒加油槍嘴的進氣嘴，主閥才會自動關閉停止加油。

3.加油過程油箱內(nèi)的油氣與外界空氣進行對流，促使油品蒸發(fā)速度加快，使得油箱內(nèi)汽油的蒸發(fā)量增大。

4.當汽油從加油槍噴嘴噴入加油管時，在加油口處形成射流，與從油箱內(nèi)流出的汽油蒸氣在交匯處產(chǎn)生湍流，從而產(chǎn)生飛濺和加速霧化蒸發(fā)。

針對上述原因，需要設計一套安裝在油箱上裝置，既能夠保證油箱內(nèi)的汽油蒸氣只能通過管路進入碳罐，又能夠有效的阻止汽油蒸氣從加油管逃逸到大氣中。這就是車載加油蒸汽回收系統(tǒng)，結構如圖所示

與活性碳罐式的汽油蒸發(fā)污染物控制裝置相比，車載加油蒸汽回收系統(tǒng)在油箱上加裝了單向閥、坡度閥、油量控制閥。這三種控制閥的具體作用如下：

1.單向閥是止回閥的一種，安裝在加油管中，主要部件主要是閥體，閥芯，彈簧，閥座。單向閥是常閉閥，通常情況下屬于關閉狀態(tài)。當加油槍向加油管中噴油時，閥門在燃油沖力和自身重力的作用下克服彈簧的預緊力和氣體作用力后打開。閥門頂部采用的是圓錐導流形狀，有效的減少燃油的沖擊和飛濺。

2.坡度閥的主要功能是加油結束之后使油箱氣壓恢復，同時保證汽車傾斜角度過大時，油箱中的燃油不會進入活性碳罐中。通常情況，坡度閥關閉，只允許少量的汽油蒸氣由常通孔排出。當油箱內(nèi)外氣體的壓力差超過限制時，坡度閥開啟，從坡度閥流出的汽油蒸氣的流量稍增大，使油箱內(nèi)氣體壓力的增大比較平緩。

當汽車傾斜角度較大或者翻車時，閥體中的浮子推動閥門壓靠在排氣孔上，坡度閥關閉。阻止燃油通過坡度閥進入活性炭罐，防止燃油泄漏。

3.油量控制閥主要有兩個功能，一個是控制油箱的加油量，另一個是保證油箱中的壓力不會急劇增減。安裝油量控制閥可以有效的解決汽油受熱后從通氣口泄漏的問題。

四、結論

本文在研究我國和歐美發(fā)達國家燃油蒸發(fā)控制理論和法規(guī)的基礎上，得出我國燃油蒸發(fā)控制研究依舊與發(fā)達國家存在相當大的差距。本文分析了我國現(xiàn)有燃油蒸氣排放控制裝置存在的缺點，并提出了改進的方案，介紹了車載加油油氣回收裝置的工作原理，對車載油氣回收裝置的主要部件的設計和合理布置進行了詳述。