汽车燃油蒸发控制系统设计指南
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一、组成国产2008款迈腾8TSI轿车采用涡轮增压汽油直喷技术,迈腾8TSI轿车燃油控制系统主要由电动油泵、带压力限制阀的滤清器、低压燃油压力传感器G410、燃油高压泵、燃油压力调节阀N276、高压燃油压力传感器G247、燃油轨道、压力限制阀、喷油器、发动机控制单元ECU和燃油泵控制单元J538等组成。
其示意图如图1所示,燃油系统部件安装位置如图2所示。
二、工作原理迈腾8TSI轿车发动机采用汽油缸内直喷技术,燃油系统通过燃油高压泵(由轮轴驱动)把低压燃油系统内50~650kPa的低压燃油转化为1~0MPa的高压燃油,以满足不同工况的需求。
燃油压力调节阀N276装在燃油高压泵上,属高频电磁阀。
发动机控制单元根据装在高压油轨上的高压燃油压力传感器G247所监测到的信号,控制N276以精确调整占空比,从而得到所需的燃油压力。
低压燃油系统的压力是由燃油箱中的电动燃油泵提供的,装在燃油箱上部的燃油泵控制单元J538根据脉宽调制信号(燃油控制电路如图3所示),控制电动燃油泵工作,使低压燃油系统压力维持在50-500kPa。
在发动机启动时,低压燃油系统的压力能达到600kPa以上,用以保证发动机的正常启动及工作。
1 高压泵高压泵产生约150bar(1bar=10sPa)压力,泵活塞被凸轮轴通过圆柱挺杆驱动,这样减少摩擦也减少链条受力,使发动机运转更平顺,燃油经济性更好。
高压泵如图4所示。
(1)进油在进油过程中,进油阀在针阀弹簧力的作用下打开。
在高压泵活塞向下运动的过程中,泵腔的容积不断增大,泵腔内的燃油压力近似于低压系统内压力,燃油流八泵腔。
如图5所示。
(2)供油控制单元ECU计算供油始点给燃油压力控制阀N276发送指令使其吸合。
针阀将克服针阀弹簧的作用力向左运动同时进油阀在弹簧作用力下被关闭泵活塞向上运动,泵腔内建立起油压。
当泵腔内的油压高于油轨内的油压时出油润被开启,燃油被泵入油轨内,如图6所示。
2 燃油压力传感器油轨内的压力保持恒定对减少排放、降低噪音和提高功率有重要影响。
汽车燃油蒸发控制系统1,汽车燃油蒸发控制系统的组成及功能汽车燃油蒸发控制系统主要由活性碳罐,双通阀,脱附控制阀,空气滤清器或者吸气除尘器,水截止阀,集液器{液汽分离器},快速插接头,管路及支架等组成,如果装有车载诊断系统OBD(OnBoardDiagnosticsystem)就还包括气泵,电磁阀,压力传感器等。
美国克莱斯勒公司300C轿车最新燃油系统OBD装置为ESIM(EvaporSystemIntegratyMonitor)代替了气泵、电磁阀、压力传感器。
ESIM的功能是检测系统是否有泄露、脱附流量是否满足要求、ORVR(OnBoardRefuelingRecovery)系统加油阻力是否过大。
燃油蒸发控制系统的主要功能是发动机不工作时防止汽油蒸汽排放到大气,由活性碳罐吸附,保护环境;发动机工作时又把罐中的汽油蒸汽吸到发动机中燃烧掉,节约能源。
上海大众汽车公司1998年初,对桑塔纳汽车作过对比实验。
不装碳罐时,一个燃油蒸发排放测试循环,汽油蒸汽HC排放量为28克;装华安公司碳罐时,一个燃油蒸发排放测试循环,汽油蒸汽HC排放量仅为0.14克。
有资料表明,一般汽油车在良好状况下运行一天排放出约560余克污染物(HC,CO,NOx,少量SO2和铅化物)。
其中60%来自尾气,20%来自油箱,20%来自曲轴箱。
所以国家有3个相关环保法规加以限制。
不限制将对大气环境造成严重的污染。
即造成能源浪费又危害人体健康。
例如,北京现在汽车保有量约350万辆左右,如果不限制一天将排放1960吨污染物。
光油箱排放(燃油蒸发排放),一天就是392吨左右。
所以,如果北京的汽车都不装碳罐,等于一天向北京市洒392吨左右汽油。
不算不知道,一算吓一跳。
汽油蒸汽含有多种HC化合物,其中有醛类和多环芳香烃,前者引起结膜炎、鼻炎和支气管炎,后者是强致癌物质。
由此可见燃油蒸发控制系统的经济效益和社会效益之大了。
1—1,活性碳罐:形状各异的罐体内装有,对汽油蒸汽吸附和脱附能力很强的汽车专用活性碳。
《燃油蒸发排放控制系统和曲轴箱通风控制系统故障检修》学习手册知识要求5.1.1 燃油蒸发排放控制系统5.1.1.1 燃油蒸发排放控制系统的作用发动机在运转的过程中,燃油箱中的燃油会受热蒸发,这些蒸发出来的燃油蒸气(HC)如果排入大气既污染环境又浪费能源。
燃油蒸发控制(Evaporative Emission Control,即EVAP)系统能够将燃油系统产生的燃油蒸气(HC)储存起来,并适时地送入进气歧管,与正常混合气混合后进入发动机燃烧,使汽油得到充分利用,减少环境污染。
5.1.1.2 燃油蒸发排放控制系统的类型燃油蒸发控制(EVAP)系统的控制方法有利用发动机的真空度来控制和利用电控单元来控制两种。
早期的燃油蒸发控制(EVAP)系统多利用真空控制,现在大都直接由发动机ECU控制。
5.1.1.3 燃油蒸发排放控制系统的工作原理燃油蒸发控制(EVAP)系统的控制的原理是先利用活性炭罐内的活性炭把燃油蒸气吸附在活性炭罐内,当发动机进入小负荷到中负荷的工况范围时,通过发动机的真空吸力把活性炭罐内的燃油蒸气脱附后吸入汽缸内燃烧掉。
在发动机怠速工况和全负荷工况,活性炭罐中的燃油蒸气不应进入发动机汽缸,以免造成怠速时可燃混合气过浓而熄火,全负荷时引起混合气过稀影响发动机的动力输出,所以活性炭罐内的燃油蒸气进入发动机进气歧管的时机和流量必须受到控制。
1.真空控制早期的LS400发动机EVAP控制系统即为真空控制,其系统组成和原理如图5-1-1所示。
该系统主要由燃油箱、活性炭罐、双金属EVAP控制阀和橡胶管路组成。
当燃油箱内由于燃油蒸发而压力增大时,燃油蒸气将由燃油回收管经止回阀2送到活性碳罐。
如果(由于外部温度低等原因)燃油箱内有负压,大气经过止回阀3和燃油箱盖止回阀,使外部大气进入燃油箱,平衡压力。
当发动机运转,水温高于54℃时,双金属EVAP控制阀自动打开真空管路,活性碳罐内的燃油蒸气就通过止回阀1和真空管路被吸进发动机燃烧室燃烧。
汽车燃油蒸发控制系统1,汽车燃油蒸发控制系统的组成及功能汽车燃油蒸发控制系统主要由活性碳罐,双通阀,脱附控制阀,空气滤清器或者吸气除尘器,水截止阀,集液器{液汽分离器},快速插接头,管路及支架等组成,如果装有车载诊断系统OBD(On Board Diagnostic system)就还包括气泵,电磁阀,压力传感器等。
美国克莱斯勒公司300C轿车最新燃油系统OBD装置为ESIM(Evapor System Integraty Monitor)代替了气泵、电磁阀、压力传感器。
ESIM的功能是检测系统是否有泄露、脱附流量是否满足要求、ORVR (On Board Refueling Recovery)系统加油阻力是否过大。
燃油蒸发控制系统的主要功能是发动机不工作时防止汽油蒸汽排放到大气,由活性碳罐吸附,保护环境;发动机工作时又把罐中的汽油蒸汽吸到发动机中燃烧掉,节约能源。
上海大众汽车公司1998年初,对桑塔纳汽车作过对比实验。
不装碳罐时,一个燃油蒸发排放测试循环,汽油蒸汽HC排放量为28克;装华安公司碳罐时,一个燃油蒸发排放测试循环,汽油蒸汽HC排放量仅为0.14克。
有资料表明,一般汽油车在良好状况下运行一天排放出约560余克污染物(HC,CO,NOx,少量SO2和铅化物)。
其中60%来自尾气,20%来自油箱,20%来自曲轴箱。
所以国家有3个相关环保法规加以限制。
不限制将对大气环境造成严重的污染。
即造成能源浪费又危害人体健康。
例如,北京现在汽车保有量约350万辆左右,如果不限制一天将排放1960吨污染物。
光油箱排放(燃油蒸发排放),一天就是392吨左右。
所以,如果北京的汽车都不装碳罐,等于一天向北京市洒392吨左右汽油。
不算不知道,一算吓一跳。
汽油蒸汽含有多种HC化合物,其中有醛类和多环芳香烃,前者引起结膜炎、鼻炎和支气管炎,后者是强致癌物质。
由此可见燃油蒸发控制系统的经济效益和社会效益之大了。
1—1,活性碳罐:形状各异的罐体内装有,对汽油蒸汽吸附和脱附能力很强的汽车专用活性碳。
《燃油蒸发排放控制系统和曲轴箱通风控制系统故障检修》学习手册知识要求燃油蒸发排放控制系统.1 燃油蒸发排放控制系统的作用发动机在运转的过程中,燃油箱中的燃油会受热蒸发,这些蒸发出来的燃油蒸气(HC)如果排入大气既污染环境又浪费能源。
燃油蒸发控制(Evaporative Emission Control,即EVAP)系统能够将燃油系统产生的燃油蒸气(HC)储存起来,并适时地送入进气歧管,与正常混合气混合后进入发动机燃烧,使汽油得到充分利用,减少环境污染。
5.1.1.2 燃油蒸发排放控制系统的类型燃油蒸发控制(EVAP)系统的控制方法有利用发动机的真空度来控制和利用电控单元来控制两种。
早期的燃油蒸发控制(EVAP)系统多利用真空控制,现在大都直接由发动机ECU控制。
5.1.1.3 燃油蒸发排放控制系统的工作原理燃油蒸发控制(EVAP)系统的控制的原理是先利用活性炭罐内的活性炭把燃油蒸气吸附在活性炭罐内,当发动机进入小负荷到中负荷的工况范围时,通过发动机的真空吸力把活性炭罐内的燃油蒸气脱附后吸入汽缸内燃烧掉。
在发动机怠速工况和全负荷工况,活性炭罐中的燃油蒸气不应进入发动机汽缸,以免造成怠速时可燃混合气过浓而熄火,全负荷时引起混合气过稀影响发动机的动力输出,所以活性炭罐内的燃油蒸气进入发动机进气歧管的时机和流量必须受到控制。
1.真空控制早期的LS400发动机EVAP控制系统即为真空控制,其系统组成和原理如图5-1-1所示。
该系统主要由燃油箱、活性炭罐、双金属EVAP控制阀和橡胶管路组成。
当燃油箱内由于燃油蒸发而压力增大时,燃油蒸气将由燃油回收管经止回阀2送到活性碳罐。
如果(由于外部温度低等原因)燃油箱内有负压,大气经过止回阀3和燃油箱盖止回阀,使外部大气进入燃油箱,平衡压力。
当发动机运转,水温高于54℃时,双金属EVAP控制阀自动打开真空管路,活性碳罐内的燃油蒸气就通过止回阀1和真空管路被吸进发动机燃烧室燃烧。
燃油蒸发排放控制系统控制逻辑1. 引言1.1 概述燃油蒸发排放控制系统是现代汽车中的重要组成部分,它对于减少车辆尾气污染、改善空气质量具有关键作用。
燃油蒸发排放控制系统的控制逻辑是确保车辆能够在各种工况下有效地控制燃油蒸发排放的关键因素。
本文将深入研究和探讨这一控制逻辑的基本原理、系统功能和参数调整方法,并提出进一步优化该系统控制逻辑的方案。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分:引言、燃油蒸发排放控制系统控制逻辑的基本原理、燃油蒸发排放控制系统的主要功能和参数调整方法、进一步优化燃油蒸发排放控制系统的控制逻辑以及结论与展望。
接下来,我们将详细介绍每个部分的内容。
1.3 目的本文旨在全面阐述燃油蒸发排放控制系统的核心——控制逻辑,并提供清晰有效的解释,使读者能够深入理解和掌握该系统的工作原理和调整方法。
同时,本文还将探讨当前燃油蒸发排放控制系统在实际应用中可能遇到的问题,并展望未来改进与优化的方向。
通过对这些内容的研究和分析,我们希望能为环境保护和汽车工程领域的相关研究者提供有益的参考。
2. 燃油蒸发排放控制系统控制逻辑的基本原理2.1 燃油蒸发排放控制系统概述燃油蒸发排放控制系统是车辆尾气排放控制的关键部分之一,旨在降低车辆运行过程中产生的有害气体和颗粒物的排放量。
该系统通常由多个传感器、执行器和电子控制单元(ECU)组成,以实时检测和调节引擎燃油蒸发过程,从而最大限度地减少尾气排放。
2.2 控制逻辑的定义和作用燃油蒸发排放控制系统的核心是其控制逻辑,即通过对传感器信号和其他输入信息的处理,确定如何调整相关参数以实现对燃油蒸发和尾气排放过程的有效控制。
具体而言,控制逻辑需要根据不同驾驶模式、环境条件和车辆状态等因素,综合评估并策略性地调整各种执行器动作、供油策略以及其他相关参数设置,以确保在不同工况下仍能达到较低的尾气排放水平。
2.3 基本原理介绍燃油蒸发排放控制系统的基本原理主要包括以下几个方面:首先,系统需要通过传感器监测车辆的工作状态,如引擎转速、进气流量、冷却液温度等,并将这些数据传输给电子控制单元(ECU)进行处理。
2004066汽车蒸发排放控制系统的设计钱耀义 马忠杰 李国良 范俊民(吉林大学汽车工程学院,长春 130025) [摘要] 介绍了汽车蒸发排放技术的发展、控制系统的设计方法及其控制策略。
经过试验证明,该系统设计可以满足法规的要求。
叙词:汽车,蒸发排放,控制系统,设计Design of Evaporative Emission Control System for AutomobileQian Yaoyi ,Ma Zhongjie ,Li Guoliang &Fan JunminCollege of A utomotive E ngineering ,Jilin University ,Changchun 130025 [Abstract ] The technology development ,system design and control strategies of evaporative emission con -trol system are presented .The test on vehicle shows that the design of the system can satisfactorily meet the re -quirements of evaporative emission regulation .Keywords :Automobile ,Evaporative emission ,C ontrol system ,Design原稿收到日期为2003年6月5日,修改稿收到日期为2003年9月1日。
1 前言汽油车尾气的排气有害成分是CO 、HC 、NO x 等。
此外,由于燃油供给系统的泄漏与蒸发,汽车还排放出约20%~25%的HC 。
其中的HC 和NO x 若在强阳光下,经波长小于4000A 的紫外线的照射,会产生光化学烟雾反应,生成臭氧O 3、过氧化酰基硝酸盐PAN 及醛RCHO 等二次污染物。
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》。