基于國六標準的加油順暢性能研究

徐飛

河北世昌汽車部件有限公司 河北省廊坊市 065001

1 前言

2016年12月國家環保部發布了《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》法規標準，最大的變化點就是增加了Ⅶ試驗即加油排放污染物試驗，規定不超過0.05g/L，為適應該法規，需要在燃油系統增加ORVR，由此帶來了燃油系統的部件一些列的變化，例如：加注管的直徑由常規的35mm改為25.6mm，油箱加油排氣不再通過加注管排到大氣中，而是通過直接連接炭罐等等，這些變化，導致了加油性能的難度增加，再加上國內對這項技術本身也不是很成熟，本文結合一些實際項目案例，研究出了對國六加油性能影響的要素，為后續燃油系統的加油順暢性設計提供了保障。

2 國六帶來的燃油系統技術升級

國六標準的發布明確出了ORVR的升級，ORVR升級最大的變化點就是保證在加油過程中油蒸汽的回收，燃油蒸汽在加油過程中不能排到大氣中去，原先的加注管上加油排氣管以及油箱上的加油排氣接頭必須取消。但必須保證加油的通暢，在油箱上增加了加油限位閥門，連接炭罐。為了限制燃油蒸汽從加注管逃逸，對加注管實心封閉，主要有機械結構封和液封兩種。當前主機廠從設計難以程度以及成本考慮大部分選擇液封。炭罐的容積增加了2～4倍，對碳粉的選擇也進行了要求，有成本等原因，一般選用BAX1100和BAX1500組合。

圖1 非ORVR燃油系統圖

之前國五車型的燃油系統如圖1，在加油過程中燃油蒸汽可以通過加油排氣接頭（NIPPLE）排出。

圖2 ORVR燃油系統圖

ORVR升級后加油排氣通過CFLVV閥門排到炭罐中去，通過炭罐凈化后排到大氣中去，炭罐吸附的油蒸汽在發動機啟動后帶入發動機燃燒，實現有效的利用。

3 加油試驗方案

3.1 加油跳槍原理

在加油過程中當油箱中的液面達到CFLVV 閥門關閉點時，油箱內瞬時壓力上升，加注管內部燃油急劇上升，加注管內部燃油接觸了加油槍，加油跳槍，加油試驗完成。如圖3。

圖3 加油跳槍原理圖

3.2 加油流程

3.2.1 將某系統按照裝車狀態固定在工裝上，加油槍掛在加注管頭部，如圖4。

3.2.2 對加油機油溫進行升溫，確認燃油溫度在 23℃

3.2.3 開始加油

3.2.4 記錄加油容積以及跳槍次數

圖4 加油狀態圖

具體實驗要點：在試驗條件表1下首次跳槍容積不得小于標稱容積的95%。

表1 試驗條件

3.3 加油試驗驗證

某燃油系統油箱標定容積為45L，炭罐容積1.8L，加注管為塑料波紋加注管。

炭罐吹掃完成后連接油箱，進行加油試驗，滿足要求。在連續3次加油試驗后， 再加油就出現加油不斷跳槍現象。

排查方案一：斷開炭罐與油箱的連接管路，如圖5；加油槍掛在加注管口，啟動加油機進行加油，第一槍加油較為順暢，出現波動跳槍后再加油，就加不進去。人工手扶著加油槍，一直加，結果沒有問題。由此發現炭罐在經過連續加油后已經飽和，通氣阻力大。斷開后加油，需要人工手扶著加油槍加油，由于加油槍掛在加注管頭部，后面存在油管，整個加油槍連油管由于自重以加注管口壁為支點與加注管第一直段形成了杠桿，波紋加注管第一彎角（圖6）發生了變化，造成提前跳槍。為再次確認此現象，在斷開炭罐的基礎上將塑料波紋加注管更換為金屬加注管進行測試，結果沒有問題。

圖5 方案一

圖6 第一彎角

排查方案二：將炭罐更換為大炭罐，加注管仍然用原裝的塑料波紋加注管，如圖7。掛槍后啟動加油機進行加油，第一槍加油較為順暢，當出現跳槍后在啟動加油機加油時反復跳槍。此時人工手扶加油槍進行加油，結果顯示沒有問題。再次將波紋加注管更換為金屬的加注管，掛槍后進行加油，結果顯示沒有問題。通過對比方案一中的炭罐與本方案的炭罐，除了容積有差異外，通氣阻力原先的炭罐為2.1KPa，方案二的炭罐通氣阻力為 0.95KPa。

圖7 方案二

原裝炭罐通氣阻力進行降低，再次測試，結果與斷開后的現象一致，將加注管更換為金屬加注管后進行測試，反復跳槍的現象消除。

4 結果與分析

通過上面試驗驗證結果可以看出國六燃油系統的加油順暢性能與加注管的結構，炭罐的通氣阻力關聯性很大。如表2：

表2 試驗結果

5 結論

（1）國六的燃油系統加油順暢性最直接的因素是炭罐的通氣阻力，僅僅考慮炭罐的容積是不夠的。

（2）加油順暢性與加注管第一直段的長度和第一彎角有很大的關聯。

考慮國六開發成本是相對較貴的，建議在國六燃油系統開發階段首先考慮加油順暢性能。