控制小型汽油机蒸发排放的方法介绍

控制小型汽油机蒸发排放的方法介绍

（一）蒸发排放的定义

小型汽油机燃油蒸发排放污染物是指其除排气系统排放污染物外，由燃料（汽油）系统排放到大气中的HC蒸气。它主要包括呼吸损失和热浸损失两部分。

1.呼吸损失是指燃油箱内因昼间温度变化而产生的HC排放量，也称昼间换气损失，它在整个蒸发排放量中所占的比例最大；

2.热浸损失是指汽油机在工作一段时间后静置时，燃料系统的HC 排放量。

汽油机HC蒸发排放总量即为上述两项排放量之和。

（二）蒸发排放的试验测试方法

目前，小型汽油机燃油蒸发排放的试验测试方法有SHED（密闭法）和TRAP（收集法）两种。

SHED法试验设备昂贵，但它具有测试精度高、试验数据重复性好等优点，故大都采用该方法。

（三）蒸发排放的控制方法

控制汽油机蒸发排放最有效、最经济的方法是加装活性碳罐。（四）活性碳罐的工作原理

加装活性碳罐控制汽油机蒸发排放的原理是：当汽油机不运转时，来自化油器或油箱的燃油蒸气进入活性碳罐，被其中的活性碳吸附；当汽油机重新运转时，利用进气管的真空度将新鲜空气吸入碳罐，使吸附在活性碳上的燃油分子解吸，再与空气一起进入汽油机燃烧室

燃烧。

活性碳既要有很强的吸附HC的能力（有效吸附率＞30%），又要容易解吸，进行清除或再生（吸附残余率＜15%）。一般使用木材或坚果壳热解碳，并经500℃左右温度，磷酸化学处理使其活化。（五）活性碳罐的形式

（六）活性碳罐的安装

（七）连接橡胶管

（八）燃油箱的改动

由于活性碳罐要连接到燃油箱上，且要求油箱应全密封（即不能通大气）。故为防止燃油倒灌至碳罐和直接向大气排放HC蒸气，必须对燃油箱作相应的改动。

1.油箱应采用金属材料制造，如果用塑料材料则必须通过单独的相关认证，其过程复杂，周期长，且不易满足要求。

2.为保证油箱的密封性，必须对以往通大气的油箱盖进行重新设计，以达到密封的要求。同时要求油箱盖与油箱体用链条相连。

3.为防止当油箱倾斜时，油箱内的燃油从连接管中流入碳罐，必须采取相应的措施。方法是在其间装一控制阀，对该控制阀的要求是只能通过HC蒸气，而不能通过燃油。由于该阀结构复杂，价格较高，故未被广泛采用。目前小型通用汽油机常用的方法是在油箱上体内部作一半圆形凹槽，在凹槽内安置金属管与连接碳罐的油箱接头相连。使其在油箱最高油面和汽油机倾斜时，燃油不能流入油管内，起到防止燃油倒灌的作用。

（九）油箱外观

（十）空滤器的改动

为使活性碳罐内吸附的HC分子在汽油机工作时解吸，就必须使碳罐内部产生一定的负压。这个负压可以利用进气管的进气负压来建立，但必须由试验找出合适的连接点。因为连接点的负压过小或过大都将影响汽油机的正常工作。

负压过小将会影响在碳罐内吸附的HC分子不能被吸入汽油机燃烧，而使碳罐内吸附的HC分子越来越多进而达到饱和，使碳罐工作失效。

负压过大将会直接影响到燃油箱内的压力，使其随之也降低，从而影响化油器的进油，使其不能正常工作。

不同的汽油机机型其空滤器上连接点的位置也有所差异。

（十一）空滤器的改动外形

（十二）蒸发排放的CARB认证的选择方式

美国加州于2004年7月颁布了非道路用小型汽油机的蒸发法规，规定自生效之年起。发动机必须采用认证过的蒸发排放控制系统，否则发动机或设备不得在加州生产、销售、租赁或使用，也不得发运或进口至加州供商业使用。对于蒸发排放认证，制造商有两种选择：1、整机蒸发性能认证；2、设计蒸发性能认证。同时，CARB可对制造商按此要求进行零部件认证。

1、整机蒸发性能要求：

排量80～225cc的发动机（除随行式割草机Non- Walk-Behind Mower）

2007～2011年：1.20+0.056×油箱容积（Liter）g HC/day

2012年：0.95+0.056×油箱容积（Liter）g HC/day

排量80cc～225cc的随行式割草机(Walk-Behind Mower)

2007～2008年：1.3g HC/day

2009年： 1.0g HC/day

排量>225cc的发动机

2008年起： 1.20+0.056×油箱容积（Liter）g HC/day

2、设计蒸发性能要求：

排量<80cc的发动机

油箱渗透： 2.0g ROG/ m2 /day (2007年)

排量80cc～225cc的发动机（除随行式割草机Non- Walk-Behind Mower）

燃油软管渗透：15g ROG/ m2 /day

油箱渗透： 2.5g ROG/ m2 /day (2007年~2011年)

1.5g ROG/ m2 /day (2012年)

排量>225cc的发动机

燃油软管渗透：15g ROG/ m2 /day

油箱渗透： 2.5g ROG/ m2 /day (2008年~2012年)

1.5g ROG/ m2 /day (2013年)

注：1. ROG=“Reactive Organic Gases(ROG)”是活性有机气体。指任何碳的化合物，但不包括一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金属碳化物或碳酸盐和氨基甲酸。

2. 如果采用设计性能认证，法规对炭罐吸附能力也有要求，具体要求与油箱容积有关。