1.燃油蒸发控制系统及电子控制
现在,燃油蒸发控制系统基本上都采用ECU 进行控制。电控汽油蒸气回收系统的作用是通过汽油蒸气回收罐,将燃油箱蒸发的燃油引入进气歧管,防止其排入大气。目前常见到燃油蒸发控制系统由汽油蒸气回收罐、电控电磁阀、单向阀及相应的管路组成(见图 1)。油箱与炭罐连接,燃油蒸气经油箱顶部的油气分离口、管道从进口进入活性炭罐,蒸气中的汽油分子被吸附在活性炭颗粒表面。但活性炭吸收燃油蒸气达到一定程度就会饱和,所以要用新鲜空气将活性炭吸收的燃油输送到发动机的汽缸中去,这就是炭罐的清洗(或称再生)。进入炭罐的新鲜空气直接来自大气,不经过空气流量传感器,而是经过一个电磁控制的截止阀后被吸入炭罐。活性炭罐有一出口,经软管与发动机进气歧管相通。软管的中部设一(常闭的)清除电磁阀,以控制管路的通断。
汽油蒸气收集系统:当油箱内产生汽油蒸气,其蒸气压力大于大气压力时,汽油蒸气则将进入与大气相通的活性炭过滤器,其中汽油分子将全被活性炭吸附。当发动机转动时,计算机控制排放阀打开,由于进气管内的真空吸力作用,大气也会从活性炭过滤器经排放阀进入进气管,通过活性炭过滤器的新鲜空气带走了被吸附的汽油分子而进入气缸内燃烧。汽油蒸气收集系统是对进气系统的补充,当炭罐排放阀打开时,计算机将控制减少主进气管道的进气量。汽油蒸气收集系统也是对供油系统的补充,当排放阀打开时,计算机将控制减少喷油器的喷油量。对应于发动机的某一运行条件,混合的浓度和进气量是不变的。
(1)排放阀。排放阀是一种常闭型的电磁阀,发动机停止工作时,它处于关闭状态。当发动机开始运转且水温达到60℃以上时,计算机通过频率一定但脉宽变化的脉冲信号来精确控制排放阀周期性开启。当排放阀开启后,吸附在炭罐中的燃油分子即进入进气歧管。电子控制化油器和排气净化装置的布置见图 2。
(2)汽油蒸气回收罐。为了防止汽油箱向大气中排放汽油蒸气所产生的污染,在现代轿车上普遍采用了由 ECU 控制的活性炭罐蒸发污染控制系统。汽油蒸气回收罐内充满活性炭颗粒,故又称活性炭罐。活性炭能吸附汽油蒸气中的汽油分子。当燃油箱内的汽油蒸气进入回收罐时,其分子被吸附在活性炭表面上,余下的空气则排入大气。轿车活性炭蒸发污染控制系统能把汽车发动机燃烧过程中产生的碳氢化合物(HC)的排放量降低 20%左右。这个系统能把汽油箱和浮子室排到大气中的燃油蒸气利用活性炭罐收集起来,在发动机运转时利用流经炭化罐的新鲜空气将其带进进气歧管,送入气缸内燃烧。
蒸气回收罐上方的进气口与燃油箱相通;出气口经软管与发动机进气管相通,中间有一个电控电磁阀控制管路的通断。发 动 机 运 转时,如果电磁阀关闭,则进入罐内的汽油分子被活性炭吸附。主回收罐内设有 3 个单向阀,当电磁阀开启且控制气路中的真空度较大时,1 号单向阀便开启,吸附在活性炭表面的汽油分子重新蒸发,被吸入进气管参加燃烧。当燃油箱中的蒸气压力高时,2 号单向阀开启,3 号单向阀关闭,燃油箱内的汽油蒸气便进入回收罐;反之,当燃油箱内出现真空时,2号单向阀关闭,3 号单向阀和油箱盖上的单向阀打开,空气被吸入燃油箱。
油箱中的燃油蒸气通过单向阀进入炭罐上部,空气从炭罐下部进入清洗活性炭。发动机工作时,ECU 根据发动机的转速、温度、空气流量等信号,控制活性炭罐电磁阀的动作来控制排放控制阀上部的真空度,从而控制排放阀的开闭动作。当排放控制阀打开时,汽油蒸气通过阀中的定量排放小孔吸入进气歧管,然后进入汽缸烧掉。不同发动机活性炭罐系统的工作条件不相同。
炭罐中有一个液体燃料收集器,它收集所有进入炭罐的液体,燃油蒸气冷凝形成液体。当燃油箱有真空度时,这种液体从炭罐返回燃油箱。液体燃料收集器防止炭罐中的活性炭被液体燃料污染。活性炭罐系统减少从汽油箱进入大气的 HC 蒸发排放。如果活性炭罐系统泄漏,则HC排放物会从燃油箱流出进入大气。如果一个有故障的活性炭罐系统在发动机运转进行清除,则会发生怠速工作粗暴现象。在某些车型上,活性炭罐污染控制系统有利于发动机抑制爆燃,当 ECU 判断出发动机产生爆燃时,即刻使炭罐电磁阀关闭,切断真空,关闭排放控制阀,直至爆燃消失后且超过150ms 时,ECU 才使炭罐电磁阀恢复工作。
(3)电控电磁阀。电控电磁阀的作用是控制进入进气管的燃油蒸气量,防止正常的混合气成分被破坏。电控单元根据发动机工况,控制电磁阀的通断,以调节进气量。当发动机停止或怠速运转时,电磁阀关闭;当发动机以中速或高速运转时,电磁阀开启。这时发动机的进气量较大,少量的燃油蒸气不会影响混合气的成分。