影響碳罐工作能力的相關因素探討

摘要：本文通過介紹碳罐以及燃油蒸發控制系統的工作原理，來分析影響碳罐工作能力的因素，并最后對與碳罐相關的汽車故障作出一番探討。

關鍵詞：汽車 碳罐 燃油蒸發控制系統

1、汽車碳罐的工作原理

自1995年起，我國規定所有新出廠的汽車必須具備EVAP系統。這個系統的工作原理是當發動機熄火后，汽油蒸汽與新鮮空氣在罐內混合并貯存在活性碳罐中，而當發動機啟動后，裝在活性碳罐與進氣歧管之間的電磁閥門打開，如圖1所示，這時活性碳罐內的汽油蒸汽在進氣管的真空度作用下被潔凈空氣帶入氣缸內參與燃燒。這樣不但降低了排放，而且也降低了油耗。碳罐在這個系統中的主要工作就是收集和儲存汽油蒸汽，是最為關鍵的裝置。裝在車上的碳罐其實是一個總成，它的外殼一般都是用塑料制造，用可以吸附蒸汽的活性炭顆粒作為內部填充物，頂部還設有用來控制進入進氣歧管的汽油蒸汽和空氣數量的清洗控制閥、用來凈化汽油蒸汽的濾網等。

2、影響碳罐工作能力的因素分析

2.1活性碳

根據活性碳的孔道直徑不同，從2A至1000A分為多種不同用途的活性碳，如空氣處理，水處理，溶劑回收，脫色，化學分析等等。汽車專用活性碳的孔道直徑從10A 至50A。我國是世界活性碳的出口大國，占第三位。汽車活性碳現在也有了較快的發展。目前世界各國家的汽車活性碳根據工藝和性能的不同分為兩大類，破碎型和園拄型。工作能力BWC分別為9g/100ml，11g/100ml，11.5g/100ml，15g/100ml等。活性碳的工作能力和活性碳罐的工作能力單位一樣，但檢測方法不一樣，結果也完全不一樣。但活性碳的工作能力越大，其裝入碳罐的工作能力也越大。

活性碳的工作能力還取決于空隙率，空隙的表面面積。例如，美國WESTVACO公司的WV—A1100 10×25木基活性碳的孔隙表面面積為1820m/g，孔隙率為1.16CC/g，平均孔道直徑為25.6A（1A=10 8cm），其BWC為 11.7g/100ml；而椰殼碳的孔隙表面積為1208m/g，孔隙率為0.56CC/g，平均孔道直徑為18.6A，其BWC只有6.3g /100ml，幾乎小了一倍。活性碳的工作能力主要取決于活性碳的孔隙結構。汽車活性碳的孔道結構分為大孔道，中孔道，微孔道。中孔道直徑為20A°至50A°，對汽油的吸附作用和脫附作用都好。微孔道吸附后不易脫附，形成殘存量。20A以下的孔道直徑為微孔道。50A以上為大孔道是汽油蒸汽的通道。中孔道越多工作能力越大。活性碳的主要技術指標是：工作能力，堆積比重，含水量，含灰量，磨擦硬度，顆粒尺寸，PH值，氯離子含量等。

活性碳容積的影響：碳罐的BWC和GWC 與所裝活性碳的容積成正比，隨著排放法規的提高，碳罐的容積越來越大，由于美國汽車燃油蒸發控制系統普遍安裝了ORVR裝置，碳罐活性碳容積提高到2至4升。

2.2加載率的影響

加載率越高工作能力越小，GWC 0.1至0.3g/min加載率比30至40g/min加載率（ORVR的情況下）高30至40°/。；南方夏天炎熱環境氣溫很高，大量汽油蒸發，對碳罐加載率高，GWC 反而低。環境氣溫越高，GWC越低，因此夏天高溫天氣碳罐容易飽和，碳罐出氣口易跑出汽油蒸汽，出現汽油味。所以夏天汽車不宜放在爆曬處。一旦出現汽油味啟動發動機使碳罐脫附一兩分鐘后即可消除汽油味。這種現象不是燃油蒸發控制系統的故障，因為碳罐的工作能力不是無限的。要跟維修站講清楚，汽車放陰涼處，不要一有汽油味就換碳罐。

2.3碳罐長細比及內部結構的影響

裝碳容積相同的情況下，長細比大的碳罐比長細比為一的碳罐工作能力大。長細比的最佳值為3.5左右。長細比為3.5的碳罐，裝WV—A1100活性碳 GWC增加20°/。，裝BAX1100碳GWC增加40°/。如果碳罐吸附時能夠充分吸附，脫附時也能夠充分脫附，其工作能力一定是比較大的。其內部結構，尤其是吸脫附時充分的氣體擴散平衡腔，也是影響碳罐充分吸附和充分脫附的關鍵因素。

3、與碳罐相關的故障

汽車的故障現象與原因比較多，而與碳罐相關的主要有以下幾個方面:

3.1 車輛行駛異響。汽車發動機在非怠速運轉的工況下，時不時可以聽到“噠噠”的響聲。當環境溫度比較低時，這種響聲更加明顯。遇到這種狀況時，我們首先要找到車上的碳罐電磁閥，判斷“噠噠”的聲響是不是它所發出的，如果是那就不必理會了。因為，碳罐電磁閥在油門打開時會產生斷續的開關動作，從而發出聲音，這屬于正常現象。

3.2 踩油門挫車，車內油味較大。當駕駛員踩油門加速時挫車，并且車內的汽油味比較大時，要格外注意碳罐系統中的管路是否破損。由于汽油蒸汽會沿著破損處直接排入大氣中，所以會造成車內汽油味較大。而如果管路漏油，這時進入發動機進氣道的是空氣而不是燃油蒸汽，這樣勢必會造成發動機混合氣過稀，從而會造成不定時的挫車現象。

3.3 發動機怠速不穩，且加速無力。發動機啟動后，怠速時轉速有規律地忽高忽低且汽車加速無力，這有可能是由于碳罐的空氣入口及過濾網阻塞所引起的。因為，此時外界空氣不易進入碳罐，罐內缺少新鮮空氣，發動機怠速時，在進氣真空吸力的作用下，吸附在活性碳罐內的汽油蒸氣被吸入進氣歧管，這時氧傳感器檢測到混合氣過濃，于是控制單元則減少噴油量，此時可燃混合氣的濃度隨之減小，導致怠速變低;而隨后，由于噴油量的減少，氧傳感器在下一個循環中又檢測到混合氣過稀，于是電腦又增加噴油量，從而導致怠速升高，因此便出現了怠速時轉速有規律地忽高忽低的現象。

4、結論

通過上面的論述，希望我們能夠了解碳罐以及燃油蒸發控制系統的工作原理，并且能夠在日常使用中做到有的放矢，防止使用不當的情況發生，并且在相關故障發生的時候，能夠準確診斷，檢查排除。

參考文獻:

[1]高俊華，付鐵強等．碳罐性能的影響因素研究[J]．汽車工程，2009年第2期.

[2]高繼東，高俊華等．利用溫度因素降低整車蒸發排放的研究[J]．汽車工程，2009年第3期.