徐飛

河北世昌汽車部件有限公司 河北省廊坊市 065001

1 前言

2016年12月國家環(huán)保部發(fā)布了《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，最大的變化點(diǎn)就是增加了Ⅶ試驗(yàn)即加油排放污染物試驗(yàn)，規(guī)定不超過0.05g/L，為適應(yīng)該法規(guī)，需要在燃油系統(tǒng)增加ORVR，由此帶來了燃油系統(tǒng)的部件一些列的變化，例如：加注管的直徑由常規(guī)的35mm改為25.6mm，油箱加油排氣不再通過加注管排到大氣中，而是通過直接連接炭罐等等，這些變化，導(dǎo)致了加油性能的難度增加，再加上國內(nèi)對這項(xiàng)技術(shù)本身也不是很成熟，本文結(jié)合一些實(shí)際項(xiàng)目案例，研究出了對國六加油性能影響的要素，為后續(xù)燃油系統(tǒng)的加油順暢性設(shè)計(jì)提供了保障。

2 國六帶來的燃油系統(tǒng)技術(shù)升級

國六標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布明確出了ORVR的升級，ORVR升級最大的變化點(diǎn)就是保證在加油過程中油蒸汽的回收，燃油蒸汽在加油過程中不能排到大氣中去，原先的加注管上加油排氣管以及油箱上的加油排氣接頭必須取消。但必須保證加油的通暢，在油箱上增加了加油限位閥門，連接炭罐。為了限制燃油蒸汽從加注管逃逸，對加注管實(shí)心封閉，主要有機(jī)械結(jié)構(gòu)封和液封兩種。當(dāng)前主機(jī)廠從設(shè)計(jì)難以程度以及成本考慮大部分選擇液封。炭罐的容積增加了2～4倍，對碳粉的選擇也進(jìn)行了要求，有成本等原因，一般選用BAX1100和BAX1500組合。

圖1 非ORVR燃油系統(tǒng)圖

之前國五車型的燃油系統(tǒng)如圖1，在加油過程中燃油蒸汽可以通過加油排氣接頭（NIPPLE）排出。

圖2 ORVR燃油系統(tǒng)圖

ORVR升級后加油排氣通過CFLVV閥門排到炭罐中去，通過炭罐凈化后排到大氣中去，炭罐吸附的油蒸汽在發(fā)動機(jī)啟動后帶入發(fā)動機(jī)燃燒，實(shí)現(xiàn)有效的利用。

3 加油試驗(yàn)方案

3.1 加油跳槍原理

在加油過程中當(dāng)油箱中的液面達(dá)到CFLVV 閥門關(guān)閉點(diǎn)時(shí)，油箱內(nèi)瞬時(shí)壓力上升，加注管內(nèi)部燃油急劇上升，加注管內(nèi)部燃油接觸了加油槍，加油跳槍，加油試驗(yàn)完成。如圖3。

圖3 加油跳槍原理圖

3.2 加油流程

3.2.1 將某系統(tǒng)按照裝車狀態(tài)固定在工裝上，加油槍掛在加注管頭部，如圖4。

3.2.2 對加油機(jī)油溫進(jìn)行升溫，確認(rèn)燃油溫度在 23℃

3.2.3 開始加油

3.2.4 記錄加油容積以及跳槍次數(shù)

圖4 加油狀態(tài)圖

具體實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)：在試驗(yàn)條件表1下首次跳槍容積不得小于標(biāo)稱容積的95%。

表1 試驗(yàn)條件

3.3 加油試驗(yàn)驗(yàn)證

某燃油系統(tǒng)油箱標(biāo)定容積為45L，炭罐容積1.8L，加注管為塑料波紋加注管。

炭罐吹掃完成后連接油箱，進(jìn)行加油試驗(yàn)，滿足要求。在連續(xù)3次加油試驗(yàn)后， 再加油就出現(xiàn)加油不斷跳槍現(xiàn)象。

排查方案一：斷開炭罐與油箱的連接管路，如圖5；加油槍掛在加注管口，啟動加油機(jī)進(jìn)行加油，第一槍加油較為順暢，出現(xiàn)波動跳槍后再加油，就加不進(jìn)去。人工手扶著加油槍，一直加，結(jié)果沒有問題。由此發(fā)現(xiàn)炭罐在經(jīng)過連續(xù)加油后已經(jīng)飽和，通氣阻力大。斷開后加油，需要人工手扶著加油槍加油，由于加油槍掛在加注管頭部，后面存在油管，整個(gè)加油槍連油管由于自重以加注管口壁為支點(diǎn)與加注管第一直段形成了杠桿，波紋加注管第一彎角（圖6）發(fā)生了變化，造成提前跳槍。為再次確認(rèn)此現(xiàn)象，在斷開炭罐的基礎(chǔ)上將塑料波紋加注管更換為金屬加注管進(jìn)行測試，結(jié)果沒有問題。

圖5 方案一

圖6 第一彎角

排查方案二：將炭罐更換為大炭罐，加注管仍然用原裝的塑料波紋加注管，如圖7。掛槍后啟動加油機(jī)進(jìn)行加油，第一槍加油較為順暢，當(dāng)出現(xiàn)跳槍后在啟動加油機(jī)加油時(shí)反復(fù)跳槍。此時(shí)人工手扶加油槍進(jìn)行加油，結(jié)果顯示沒有問題。再次將波紋加注管更換為金屬的加注管，掛槍后進(jìn)行加油，結(jié)果顯示沒有問題。通過對比方案一中的炭罐與本方案的炭罐，除了容積有差異外，通氣阻力原先的炭罐為2.1KPa，方案二的炭罐通氣阻力為 0.95KPa。

圖7 方案二

原裝炭罐通氣阻力進(jìn)行降低，再次測試，結(jié)果與斷開后的現(xiàn)象一致，將加注管更換為金屬加注管后進(jìn)行測試，反復(fù)跳槍的現(xiàn)象消除。

4 結(jié)果與分析

通過上面試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果可以看出國六燃油系統(tǒng)的加油順暢性能與加注管的結(jié)構(gòu)，炭罐的通氣阻力關(guān)聯(lián)性很大。如表2：

表2 試驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié)論

（1）國六的燃油系統(tǒng)加油順暢性最直接的因素是炭罐的通氣阻力，僅僅考慮炭罐的容積是不夠的。

（2）加油順暢性與加注管第一直段的長度和第一彎角有很大的關(guān)聯(lián)。

考慮國六開發(fā)成本是相對較貴的，建議在國六燃油系統(tǒng)開發(fā)階段首先考慮加油順暢性能。