碳罐
汽油蒸发控制系统的一部分
碳罐是汽车汽油蒸发控制系统(EVAP)的一部分, 是汽油车燃油蒸气吸附脱附装置,它是为了减少汽车燃油箱、化油器内汽油蒸发物的排放而引入的。
20世纪90年代,美国美德维实伟克公司报道了采用磷酸活化经浸渍、低温处理、成型、活化制备颗粒活性炭的方法。自1995年起,中国规定所有新出厂的汽车必须具备此系统。中国于2020 年 7月1日起在全国范围内实施。受此影响,汽车燃油蒸发有效控制及回收成为研究热点。汽车碳罐作为燃油蒸发排放污染物控制系统的关键零部件之一,正面临升级换代,迫切需要研发高性能的汽车碳罐用活性炭。
发动机熄火后,汽油蒸汽与新鲜 空气在罐内混合并贮存在活性碳罐中,而当发动机启动 后,装在活性碳罐与进气歧管之间的电磁阀门打开,而且也降低了油耗。碳罐在这个系统中的主要工作就是收集和储存汽油蒸汽,是最为关键的装置。燃油蒸发控制系统主要依靠活性碳罐的工作能力来实现对蒸发排放的控制。
发展历程
20世纪90年代,美国美德维实伟克公司报道了采用磷酸活化经浸渍、低温处理、成型、活化制备颗粒活性炭的方法。自1995年起,中国规定所有新出厂的汽车必须具备此系统。截止2020年4月,中国使用的此类活性炭主要依赖进口。虽然中国汽车都已装备碳罐,但受制于碳罐用活性炭吸附能力有限,燃油挥发造成的损失仍然巨大。为加强机动车排放污染物控制,响应国家打赢蓝天保卫战的号召,生态环境部颁发了轻型车排放法规,即国六排放标准,于2020 年 7月1日起在全国范围内实施。受此影响,汽车燃油蒸发有效控制及回收成为研究热点。汽车碳罐作为燃油蒸发排放污染物控制系统的关键零部件之一,正面临升级换代,迫切需要研发高性能的汽车碳罐用活性炭。
构造及工作原理
碳罐构造
碳罐的本体材料一般选用 PA66 或 PA66+GF30。碳罐腔体一般设计 2-4 个。 碳罐长径比一般设计 3.5-4 之间;在这个范围内渗透排放量是最佳。一般双腔的碳罐,隔板在 1/3 处渗透排放值最低;多腔的碳罐主腔中的隔板也应在腔体的 1/3 处;国六的碳罐的长径比一般在 3.5-4 之间时排放渗透最佳;碳罐填装紧实度一定要设计好,主要是弹簧力的设计和墨粉的选择。通过活性炭的吸附作用,还有发动机进气管内的负压 , 实现了汽油蒸气的存储和燃烧,进而体现碳罐的脱附性能 。
碳罐的形状和安装位置因车而异,有些形状是圆柱形的,有些则是长方体形的,有些是装在车架上的,也有的是装在发动机的前罩附近。虽然碳罐的位置因车而不同,但我们在车上找到它并不困难。因为油箱上一般都只有三根管子,给发动机供油的管子和回油管都是与发动机相关的,那么沿着剩下的那个管子顺藤摸瓜就能够找到碳罐了。由于油箱的油管一般在车底,如果按照这种方法找有一定难度的话,则可以考虑另外一种办法:顺着节气门后面接出的管子找,有时电磁阀组件会和碳罐做成一个整体,这时会在塑料外壳上发现一个长方形的小盒子,而这就是碳罐的所在地。
工作原理
碳罐是汽车汽油蒸发控制系统(EVAP)的一部分,是汽油车燃油蒸气吸附脱附装置,它是为了减少汽车燃油箱、化油器内汽油蒸发物的排放而引入的。自1995年起,我国规定所有新出厂的汽车必须具备EVAP系统。这个系统的工作原理是当发动机熄火后,汽油蒸汽与新鲜 空气在罐内混合并贮存在活性碳罐中,而当发动机启动 后,装在活性碳罐与进气歧管之间的电磁阀门打开,而且也降低了油耗。碳罐在这个系统中的主要工作就是收集和储存汽油蒸汽,是最为关键的装置。装在车上的碳罐其实是一个总成,它的外壳一般都是用塑料制造,用可以吸附蒸汽的活性炭颗粒作为内部填充物,顶部还设有用来控制进入进气歧管的汽油蒸汽和空气数量的清洗调节阀、用来净化汽油蒸汽的滤网等。
当汽车燃油箱中的燃油压力超过油箱内的燃油蒸气阀及活性碳罐吸附阀的开启压力时,燃油蒸气 阀及活性碳罐吸附阀开启,燃油蒸气从相关路径 进入活性碳罐内,由于活性炭具有较强的吸附性, 燃油蒸气被吸附并储存在活性碳罐中。然而活性碳罐的吸附能力是有限的,受活性碳罐的材质、几何特性、燃油蒸气流量和工作温度等因素影响, 因此活性碳罐必须同时具有一定的脱附能力(又称清洗能力),使得处于吸附饱和状态的活性碳罐能重新恢复吸附能力。
主要分类
碳罐内是将活性炭作为填充物作为吸附剂来使用的,吸附在碳罐内的蒸气可以通过以下两种方 式得到脱附机械脱附通过膜片阀清除蒸气,膜片阀通过节流 阀产生负压控制信号起作用,脱附效率由脱附孔的大小 来控制。机械脱附碳罐可分为常开式和常闭式,常闭式较少使用。电子脱附 电子脱附的脱附管由电磁阀组成,电磁 阀通过控制单元产生的控制信号起作用,脱附效率由电磁阀来控制。电子脱附为目前普遍使用的脱附方式。
应用领域
碳罐是一种临时性存储由燃油箱蒸发 出来的汽油蒸气的零件,并通过发动机在运转过程中产生的负压,将汽油蒸气吸入进气管后燃烧掉,以达到脱附的目的。碳罐隶属于汽油蒸发控制系统的一部分,该系统是为了避免在发动机停止运转后燃油蒸气逸入空气而设置的,自1995年起,中国规定所有新出 厂的汽车必须具备此系统。
作用
由于汽油的易挥发特性,使得在常温状态下汽车的燃油箱中常充满大 量的燃油蒸气,而这一部分燃油蒸气的泄露导致的 排放量约占排放总量的 20%,是影响车辆排放控制 的一项重要因素。因此活性碳罐的工作能力对车辆蒸发排放的控制起到主要作用。燃油蒸发控制系统主要依靠活性碳罐的工作能力来实现对蒸发排放的控制。
注意事项
主要有以下几个方面:
(1)车辆行驶异响。汽车发动机在非怠速运转的工况下,时不时可以听到“哒哒”的响声。当环境温度比较低时,这种响声更加明显。遇到这种状况时,首先要找到车上的碳罐电磁阀,判断“哒哒”的声响是不是它所发出的,如果是那就不必理会了。因为,碳罐电磁阀在油门打开时会产生断续的开关动作,从而发出声音,这属于正常现象。
(2)踩油门唑车,车内油味较大。当驾驶员踩油门加速时唑车,并且车内的汽油味比较大时,要格外注意碳罐系统中的管道是否破损。由于汽油蒸汽会沿着破损处直接排入大气中,所以会造成车内汽油味较大。而如果管路漏油,这时进入发动机进气道的是空气而不是燃油蒸汽,这样势必会造成发动机混合气过稀,从而会造成不定时的唑车现象。
(3)发动机怠速不稳,且加速无力。发动机启动后怠速时转速有规律地忽高忽低且汽车加速无力,这有可能是由于碳罐的空气入口及过滤网阻塞所引起的。因为,此时外界空气不易进入碳罐,罐内缺少新鲜空气,发动机总速时,在进气真空吸力的作用下,吸附在活性碳罐内的汽油蒸气被吸入进气歧管,这时氧传感器检测到混合气过浓,于是控制单元则减少喷油量,此时可燃混合气的浓度随之减小,导致怠速变低;而随后,由于喷油量的减少,氧传感器在下一个循环中又检测到混合气过稀,于是电脑又增加喷油量,从而导致怠速升高,因此便出现了怠速时转速有规律地忽高忽低的现象。
(4)发动机熄火或不易启动。如果出现这种故障,则要检查碳罐电磁阀。如果电磁阀一直处于开的状态,发动机的进气道的混合气就一直处于加浓状态,而发动机的控制单元由于此时还没有控制碳罐电磁阀工作,也就不会发出降低喷油量的指令,这样便会造成热车时混合气过浓而导致发动机熄火,以及热车熄火后不易启动的现象。
另外,每次加油时不要过满,在添加到油箱快满的时候要慢一些。
参考资料
车碳罐工作原理.中国汽车网汽车频道.2024-02-14
目录
概述
发展历程
构造及工作原理
碳罐构造
工作原理
主要分类
应用领域
作用
注意事项
参考资料