車載加油蒸氣回收ORVR技術(shù)

謝辰陽(yáng)

摘要：簡(jiǎn)要分析加油過(guò)程中燃油蒸發(fā)的機(jī)理，對(duì)裝置的主要部件的工作原理進(jìn)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(wèn)題，對(duì)針對(duì)這些問(wèn)題提出了相應(yīng)主要部件的設(shè)計(jì)方法和布置形式。

關(guān)鍵詞：車載加油蒸氣回收技術(shù)；排放；回收

中圖分類號(hào)：U464 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：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(guó)經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)。輕質(zhì)燃油的化學(xué)性質(zhì)使其在存儲(chǔ)、運(yùn)輸和銷售環(huán)節(jié)中易產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)物。揮發(fā)性有機(jī)物的排放不僅會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的空氣污染，還會(huì)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(guó)出臺(tái)了越來(lái)越嚴(yán)格的汽車排放法規(guī)，針對(duì)法規(guī)要求各汽車廠家及研究機(jī)構(gòu)正在不斷地研究和改進(jìn)新型汽車排放控制系統(tǒng)，其中的加油排放控制技術(shù)就是汽油污染物控制的一項(xiàng)重要技術(shù)。本文主要分析汽油的蒸發(fā)機(jī)理和回收裝置的工作原理。

二、汽油的蒸發(fā)機(jī)理

汽油蒸氣的來(lái)源

在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)工作時(shí)，容易形成“氣阻，這也直接導(dǎo)致了蒸發(fā)損失的產(chǎn)生。

汽車的蒸發(fā)損失可分為：運(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn)損失

發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的汽油蒸氣，這部分蒸氣將直接排放進(jìn)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(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)一小時(shí)后，汽油蒸發(fā)系統(tǒng)中存留的熱量和壓力會(huì)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(dǎo)致。白天由于氣溫不斷升高，汽油的蒸發(fā)量增大，當(dāng)汽油蒸氣壓力大于吸附閥設(shè)定壓力時(shí)，吸附閥就會(huì)打開(kāi)，汽油蒸氣進(jìn)入活性碳罐暫存。這一過(guò)程中，少量汽油蒸氣由于擴(kuò)散作用將會(huì)穿過(guò)活性碳層進(jìn)入大氣中構(gòu)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(lái)自燃油系統(tǒng)的滲透損失，及蒸發(fā)控制系統(tǒng)元件的設(shè)計(jì)特點(diǎn)導(dǎo)致的遷移損失。一般來(lái)說(shuō)，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(jié)構(gòu)有關(guān)，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(guò)程中產(chǎn)生燃油蒸發(fā)排放，由于車輛停放時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)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(guò)程所造成的汽油蒸發(fā)排放。加油時(shí)，油箱內(nèi)的油氣受噴入的燃油的排擠，直接從敞開(kāi)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(guó)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(shí)存儲(chǔ)來(lái)自油箱的汽油蒸氣，不能有效的對(duì)汽油加油過(guò)程的汽油蒸氣進(jìn)行回收，并且存在以下問(wèn)題：

1.加油口沒(méi)有形成密封。加油過(guò)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(dāng)油液淹沒(méi)加油槍嘴的進(jìn)氣嘴，主閥才會(huì)自動(dòng)關(guān)閉停止加油。

3.加油過(guò)程油箱內(nèi)的油氣與外界空氣進(jìn)行對(duì)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(dāng)汽油從加油槍噴嘴噴入加油管時(shí)，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(duì)上述原因，需要設(shè)計(jì)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(guò)管路進(jìn)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(jié)構(gòu)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(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)加油槍向加油管中噴油時(shí)，閥門(mén)在燃油沖力和自身重力的作用下克服彈簧的預(yù)緊力和氣體作用力后打開(kāi)。閥門(mén)頂部采用的是圓錐導(dǎo)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(jié)束之后使油箱氣壓恢復(fù)，同時(shí)保證汽車傾斜角度過(guò)大時(shí)，油箱中的燃油不會(huì)進(jìn)入活性碳罐中。通常情況，坡度閥關(guān)閉，只允許少量的汽油蒸氣由常通孔排出。當(dāng)油箱內(nèi)外氣體的壓力差超過(guò)限制時(shí)，坡度閥開(kāi)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(dāng)汽車傾斜角度較大或者翻車時(shí)，閥體中的浮子推動(dòng)閥門(mén)壓靠在排氣孔上，坡度閥關(guān)閉。阻止燃油通過(guò)坡度閥進(jìn)入活性炭罐，防止燃油泄漏。

3.油量控制閥主要有兩個(gè)功能，一個(gè)是控制油箱的加油量，另一個(gè)是保證油箱中的壓力不會(huì)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(wèn)題。

四、結(jié)論

本文在研究我國(guó)和歐美發(fā)達(dá)國(guó)家燃油蒸發(fā)控制理論和法規(guī)的基礎(chǔ)上，得出我國(guó)燃油蒸發(fā)控制研究依舊與發(fā)達(dá)國(guó)家存在相當(dāng)大的差距。本文分析了我國(guó)現(xiàn)有燃油蒸氣排放控制裝置存在的缺點(diǎn)，并提出了改進(jìn)的方案，介紹了車載加油油氣回收裝置的工作原理，對(duì)車載油氣回收裝置的主要部件的設(shè)計(jì)和合理布置進(jìn)行了詳述。