HC的克星

王蘭

為滿足更嚴格的碳氫化合物蒸發排放法規，大陸集團引入了全新的解決方案——主動脫附泵。

機動車排放的碳氫化合物和氮氧化物有一半以上直接轉化成PM2.5，這就是為什么在中外大城市里，機動車污染分擔率超過30%以上，成為第一大污染源的原因。而氮氧化物主要由于大排量汽車排放，碳氫化合物則主要是由小排量汽車排放。

日前，環保部發布《中國機動車環境管理年報（2017）》（以下簡稱“年報”）顯示： 2016年，全國機動車排放污染物初步核算為4472.5萬噸，比2015年削減1.3%。其中，汽車是污染物排放總量的主要貢獻者，其排放的一氧化碳和碳氫化合物超過80%，氮氧化物和顆粒物超過90%。分別為：一氧化碳（CO）3419.3萬噸，碳氫化合物（HC）422.0萬噸，氮氧化物（NOx）577.8萬噸，顆粒物（PM）53.4萬噸。

可見，在連續8年成為世界機動車產銷第一大國的中國，機動車污染已成為其空氣污染的重要來源，是造成細顆粒物、光化學煙霧污染的重要原因，機動車污染防治的緊迫性日益凸顯。

年報還指出，從2011年～2016年，我國汽車四項污染物排放量由3770.6萬噸增加到3939.3萬噸，年均增長0.9%。

據預測，未來5年我國還將新增機動車1億多輛、工程機械160多萬輛、農業機械柴油總動力1.5億多千瓦、車用汽柴油1億噸～1.5億噸，由此帶來的大氣環境壓力巨大。

日前，為響應全球更加嚴格的碳氫化合物蒸發排放法規，大陸集團引入了全新的解決方案——主動脫附泵 （APP） 。

兩大難題

預計，主動脫附泵最早在2019年底正式投產。大陸集團動力總成事業部傳感器及執行器業務單元負責人Klaus Hau表示，“大陸集團已研發出能夠進一步減少碳氫蒸發污染物的電氣化解決方案。主動脫附泵首次實現了碳罐的獨立脫附，無需再依賴于發動機的運轉和真空。借助主動脫附泵，汽車制造商將能夠更好地滿足即將頒布的各種碳氫化合物排放法規?！?/p>

誠然，日益嚴格的汽車排放法規，其實質是為了抑制汽車從廢氣中排出的CO（一氧化碳）、HC+NOx（碳氫化合物和氮氧化物）、PM（微粒，碳煙）等有害氣體的產生。而汽油不僅高度易燃，而且十分容易揮發。吸入含苯的煙霧會對人體健康造成危害，碳氫化合物與汽車尾氣在陽光的作用下，會導致光化學煙霧，成為大城市的一大隱患。

為減輕汽油燃料的不良影響，現代汽油車普遍配備了用于降低碳氫化合物排放的蒸發物處理系統。燃油箱中的所有煙霧均會被吸入活性碳罐，而這些積存有碳氫化合物的活性碳罐需要經常沖洗或脫附。含碳氫化合物的空氣通過進氣歧管流入燃燒室被發動機燃燒掉，所以這一系統大大減少了碳氫蒸發排放。

但是，目前該處理系統面臨著兩大難題。首先，在未來四到五年內，全球范圍內的碳氫化合物排放法規將日趨嚴格。其次，碳罐脫附目前使用的是發動機部分負荷工作，工作期間需要“節流”汽油發動機在進氣歧管中產生真空。在燃油效率較高的汽油車中，由于節流效率低下和盡可能避免節流，產生的真空很少，甚至根本沒有真空可利用。在汽油輕混汽車中，發動機的運轉時間再次被縮短，可能都達不到駕駛時間的20%，因而更加沒有真空可供利用。

按需使用

“概括來說，現代汽油車的效率一定程度上取決于發動機能否盡可能地在最高效的運行工況下工作，混動汽車的發動機甚至基本不工作。由于節流損失會導致發動機的熱力學效率降低，因此應避免節流。無論是為解決環境問題，還是出于經濟角度的考慮，降低燃油消耗是必然趨勢，節流已經越來越不受歡迎?！贝箨懠瘓F尾氣及排放執行器單元產品經理Stefan Grüneis進一步解釋說，“隨著對發動機效率的要求越來越高，汽油車中發動機產生的真空越來越少，往往達不到碳罐脫附的邊界條件，因此，脫附變得越發困難。”

“主動脫附泵的運作不依賴于真空，相反，它會主動從碳罐中吸取含碳氫化合物的空氣。用于完成這一動作的徑向泵結構簡潔緊湊、重量較輕，由高效無刷直流電機驅動?！?Stefan Grüneis指出，“主動脫附泵的最大優點是我們可以按需使用，在必要的時候將其激活。這一特性使主動脫附泵成為了更經常在高負載下運轉的渦輪增壓發動機、節流設計、啟停系統及發動機長時間關閉的混合動力系統的完美搭配?！?/p>

據了解，大陸集團的主動清洗碳罐是新解決方案的核心功能，當結合其他軟件模塊和附加硬件（如碳罐電磁閥、油箱鎖閉閥）后，該解決方案將實現包括高效檢測泄漏問題、測量脫附氣流中的碳氫化合物含量在內的更多功能。

Stefan Grüneis分析，這些附加功能使得泵成為了主動脫附系統的核心。如要調節部分負載或空轉期間的燃油噴射量，就必須測定脫附氣流中的碳氫化合物濃度。同時，燃油箱泄漏檢測是一個獨立系統，必須單獨設計。相較之下，在現有的主動脫附泵基礎上構建主動脫附系統要更有效率。

“為滿足系統集成化程度越來越高的大趨勢，主動脫附泵和主動脫附沖洗系統的必備功能性內容可靈活地與硬件和軟件組件進行搭配組合?！?Stefan Grüneis強調說。

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科技公司大陸集團成立于1871年，為車輛、機械設備、交通及運輸領域提供安全、高效、智能且經濟適用的解決方案。2016年大陸集團銷售額達到 405 億歐元。目前集團在全球員工數量超過 23萬名，遍及 56 個國家和地區。

自從1994年正式開始在中國市場運營以來，大陸集團服務于各個汽車細分市場上主要汽車生產商。與此同時，他們也開發和生產材料、功能部件、零部件和系統，廣泛應用于軌道交通、機械、工程、礦業及其他重要工業行業。

目前，大陸集團在中國共設有27 處生產基地、17個研發中心，員工總數超過2.5萬名，大陸集團五大事業部為中國市場提供定制化的解決方案。

動力總成事業部研發生產用于汽車動力總成系統的創新和高效的系統解決方案，幫助降低汽車油耗。其廣泛產品涵蓋汽油和柴油噴射系統、發動機管理和變速箱控制等領域，包括傳感器和執行器、廢氣后處理技術、供油系統和部件，以及用于混合動力及電動驅動的部件與系統。動力總成事業部在全球員工超過3.75萬名，2016年實現創紀錄銷售收入約73億歐元。endprint