炭罐脫附對摩托車排氣排放的影響分析及對策研究.pdf

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1、劉亞飛：炭罐脫附對摩托車排氣排放的影響分析及對策研究炭罐脫附對摩托車排氣排放的影響分析及對策研究AnalysisandStudyb嬲eonCharc衄lCaIIisterDesorptionAm心MotorcycleExha吣tE“曬io璐劉亞飛(重慶車輛檢測研究院國家客車質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心)[摘要]通過理論分析和試驗研究，發(fā)現(xiàn)炭罐脫附對化油器式和電噴摩托車排氣排放影響較大，經(jīng)分析主要是因為改變了其空燃比。因此，在樣車開發(fā)初期，就必須綜合考慮炭罐脫附因素，合理設(shè)置脫附時機及流量，從而提高匹配成功率，降低匹配試驗成本。(關(guān)鍵詞]炭罐脫附排放摩

2、托車Keywords：CharcoalcanisterDesorptionExhaustemissionsMotorcycle1前言隨著近年來我國摩托車工業(yè)的迅猛發(fā)展，摩托車產(chǎn)量已從1980年的4．9萬輛上升到2011年的2700萬輛，盡管受世界經(jīng)濟增速放緩和我國宏觀經(jīng)濟調(diào)控影響，2012年我國摩托車行業(yè)比較低迷，但產(chǎn)銷量也雙雙超過2300萬輛。截止2012年6月底，我國摩托車保有量1．03億輛，摩托車在給人民生活帶來巨大便利的同時，也給人類賴以生存的環(huán)境造成了相當嚴重的污染。提起污染排放，人們通常聯(lián)想到的是摩托車尾氣排放對大氣環(huán)境造成的

3、污染，但實際上。摩托車排放除了尾氣排放外，還有被人們所忽視的燃油蒸發(fā)排放，其主要有害成份為HC。在當前技術(shù)條件下．利用活性炭吸脫附性能建立的活性炭罐燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)是全球公認的最有效的燃油蒸發(fā)控制技術(shù)，根據(jù)摩托車的結(jié)構(gòu)特點和摩托車行業(yè)狀態(tài)，化油器和電噴兩種型式摩托車在我國將長期并存。在進行燃油蒸發(fā)控制時，傳統(tǒng)技術(shù)方案是先進行整車性能、排放標定，然后進行工況法排放測試，測試合格后選裝炭罐。但有時在安裝了炭罐后再進行工況法排放測試時卻不合格，有些排放余量較大的車型雖然可以通過排放測試，但效果不理想，還增加了催化轉(zhuǎn)換器的負擔。因此，在進行匹配初

4、期時．就需要著重考慮炭罐對排放結(jié)果的影響，合理設(shè)置脫附時機及流量，使其在滿足燃油蒸發(fā)要求的同時對排放影響最小。2炭罐的工作原理及工作過程燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的主要部件為炭罐，它的作用是利用活性炭的吸附作用，將燃油蒸氣收集起來并送到發(fā)動機燃燒．從而防止燃油蒸氣揮發(fā)到大氣中。當摩托車運行或熄火時，燃油箱的汽油蒸氣通過管路進入活性炭罐的上部，新鮮空氣則從活性炭罐下部進入活性炭罐。發(fā)動機熄火后，汽油蒸氣與新鮮空氣在罐內(nèi)混合并貯存在活性炭罐中，當發(fā)動機啟動后。裝在活性炭罐與進氣歧管之間的脫附閥或電磁閥門打開，活性炭罐內(nèi)的汽油蒸氣在節(jié)氣門的真空度或電

5、子閥開啟時的負壓作用下被吸入進氣歧管參加燃燒。這樣不但降低了排放，還降低了油耗。炭罐的結(jié)構(gòu)如圖l所示。最瞧瞄豁霧：

6、；?！?駐氣。?！ぐ蚐'o—1F7內(nèi)燃機與配件2013年第6期炭罐的循環(huán)工作過程．不能影響發(fā)動機的動力性能、經(jīng)濟性能和尾氣排放性能，因此炭罐吸脫附過程應(yīng)嚴格控制。吸附時應(yīng)限制炭罐出現(xiàn)過飽和吸附狀態(tài)，即炭罐大氣口出現(xiàn)汽油蒸氣或滴油；脫附時應(yīng)保證在一定的時間內(nèi)充分脫附，但又不能脫附流量過大，從而影響發(fā)動機的動力和尾氣排放達標。本文著重探討脫附對車輛排氣的影響。3炭罐脫附對摩托車排氣排放的影響分析炭罐脫附主要是為了將活性炭罐內(nèi)的

7、燃油蒸氣送出去，恢復活性炭粒的吸附能力。此過程主要有兩種方式：一是當油箱內(nèi)壓力下降時(燃油被使用或者溫度降低)．活性炭罐大氣口吸人新鮮空氣帶走活性炭粒表面的燃油分子回到油箱：二是利用發(fā)動機進氣真空度(化油器式燃油供給系統(tǒng))或是通過電子閥開啟時的負壓(電噴式燃油供給系統(tǒng))從活性炭罐大氣口吸人新鮮空氣帶走活性炭粒表面的燃油分子，并經(jīng)管道送入發(fā)動機到燃燒室參與燃燒。對摩托車排氣排放的影響主要體現(xiàn)在空燃比的改變。對于化油器式摩托車，主要是利用節(jié)氣門處的真空度直接控制膜片式通氣閥來控制活性炭罐通氣量，這種控制方式的控制精度相對較低，脫附過早．催化轉(zhuǎn)

8、化器還未起燃，而由于此時是冷車狀態(tài)，供給的混合氣很濃，另外由于化油器有其固有噴油特性，盡管在熱車狀態(tài)下，瞬間脫附流量過大也會造成混合氣過濃，為保證駕駛性和排放處于最佳狀態(tài)，應(yīng)當合理設(shè)置脫附壓力，當摩托車運行到設(shè)置壓力時脫附負壓閥才打開．負壓差使炭罐產(chǎn)生流量即開始脫附：而對于電噴式摩托車，發(fā)動機運行時，空氣通過活性炭罐進入發(fā)動機，來自炭罐的燃油蒸氣將會改變空燃比．這意味著進入發(fā)動機的燃油蒸氣必須加以控制．以確保低排放和良好的駕駛性。由于采用了閉環(huán)電控系統(tǒng)，EUC可以根據(jù)有關(guān)傳感器的信號判斷發(fā)動機工況與狀態(tài)．并輸出相應(yīng)的控制脈沖，通過控制活性

9、炭罐通氣電磁閥(脫附閥)的開關(guān)占空比來調(diào)節(jié)活性炭罐通氣閥的開度．使流經(jīng)活性炭罐進入進氣管的空氣流量適應(yīng)發(fā)動機工況、狀態(tài)變化的需要，影響相對來說要小很多。但無論采用何種方式，都會影響發(fā)動機的運行