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摘要：为满足国六标准的严格要求，燃油系统的设计出现了颠覆性变化，加油过程中产生的汽油蒸气不允许排向大气，需经炭罐吸附后再将清洁的空气排向大气。本文主要研究如何解决整车从工厂下线后，首次加注燃油时产生的频繁提前跳枪问题。
关键词：汽油加注;提前跳枪
中图分类号：U464.1
文献标识码：A
0 引言
2016年，中国环境保护部正式发布《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》标准，该标准增加了加油污染物排放限值要求。为满足要求，燃油系统的设计既要保证加注过程顺畅，又要使得汽油蒸气在加注过程中被炭罐充分吸收，此种情况极易导致加油过程中出现加油枪提前跳枪。本文主要研究国六整车从工厂下线后，加注汽油时产生的提前跳枪问题，并给出可行的解决方案以及类似问题的排查思路。
1 加油跳枪原理
如图1所示，加油时，油枪主阀开启，带压油液进入枪体内主、副阀间的空腔，并克服副阀弹力推开副阀，经油枪嘴排出。油液经过副阀时，由于液流的空吸作用，使开关膜上腔压力降低。但因开关膜上腔通过转接套斜孔、进气管和油枪嘴前端进气嘴与外界相通，外界空气不断补充到开关膜上腔，开关膜上腔仍与下腔压力保持一致，开关膜处于平衡位置。当油液淹没进气嘴时，开关膜上腔与外界大气隔绝形成负压，而开关膜下腔仍保持大气压，致使开关膜上、下腔间形成压力差。当压力差增大到一定值时，开关膜向上拱起并使与之固定的自封杆向上移动，钢球被挤落到自控杆孔内。自控杆在开关把的拉力作用下向下移动，主阀顶杆因开关把支点下移而向下移动，主阀关闭，供油停止，形成跳枪。
2 燃油系统差异
表1所示为零部件造成提前跳枪可能的影响因素。如油箱总成，当加油过程中有大流量气流通过时，国五系统的直通排气接头存在排气不及时导致的阀体关闭，而国六的加油限量阀也可能会出现此种情况。再加炭罐，国五系统加油时产生的燃油蒸气不经过炭罐，主要经由加油管头部的通气孔排到大气中[1]，而国六加油产生的燃油蒸气经过炭罐（图2），炭罐阻力会影响加油性能。
3 国六整车工厂下线后燃油加注过程中遇到的问题
通常，工厂下线燃油加注流速在30～40L/min，国五车型未出现首次下线加注汽油异常跳枪的问题。国六整车燃油系统因其特殊特性，在首次下线加注时会出现频繁提前跳枪的现象。下文详述了解决此问题的排查思路，并给出了解决办法。
4 首次加注燃油时频繁提前跳枪原因
根据前述燃油系统加注的原理分析，造成此问题的原因可能是加油管结构、系统阻力、燃油箱、油品或加油枪差异（插枪深度、角度及流速等）。经检查确认，油品和加油枪的影响因素可以排除，重点分析其他几个影响因素。
4.1 加油管排查
对加油管头部进行解剖分析（图3），加油枪插枪状态符合设计定义，可以排除此因素影响。
4.2 燃油系统通气阻力排查
搭建燃油系统台架，检查系统通气性。经实测，燃油系统密封性正常，通气性正常。再排查整个排气通道的其他零部件，如表2所示。
经过调查，整个排气通道未发现异常。给出现提前跳枪现象的整车重新加油，故障未出现;将此车燃油系统整体拆下做台架加油，故障未出现。
4.3 监测异常跳枪时油箱压力变化
通过上述排查发现，车辆经过使用后在第二次及后续的汽油加注过程中，未再出现加油跳枪的情况。接下来对新油箱（未经过汽油加注）和老油箱（经过汽油加注）在加注过程中的压力变化进行监测（图4）。新油箱在首次加注汽油的瞬间，油箱内压力急剧升高，接近加满油正常跳枪时油箱内的压力。这很可能是造成工厂下线首次燃油加注频繁提前跳枪的根本原因。为验证此推断，进行反复的对比试验（表3）。
从上表可以看出，新油箱在首次加注汽油时，油箱压力普遍出现急剧升高的情况，接近正常跳枪时油箱内的压力。选取有代表性的压力曲线如图5[2]（新油箱1）、图6[3]（老油箱3）所示。
综上，在相同的加注流速度（38L/min）下，新、老油箱在加注起始时，油箱内产生的压力差异在1.5kPa以上。接下来，需要研究为何会产生这样的差异。假设油箱为一个微型储油罐，加油前油箱内有残余燃油，即可认为油箱内达到了气液相平衡状态，油气与空气传质为自然扩散传质。加油前，油箱内油气摩尔分数分布均匀。根据非稳态油品蒸发数学模型，参考公式（1）。
式中：V’为加油过程中油品蒸发总体积，单位为m3;U1为油箱内液面上升速率，单位为m/s;D为油气与空气的扩散系数，单位为m2/s;t为计算时间，单位为s;λ为通过加油限量阀排出的油气和空气混合气总体积与加油总体积比。
由公式（1）可知，λ
关键词：汽油加注;提前跳枪
中图分类号：U464.1
文献标识码：A
0 引言
2016年，中国环境保护部正式发布《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》标准，该标准增加了加油污染物排放限值要求。为满足要求，燃油系统的设计既要保证加注过程顺畅，又要使得汽油蒸气在加注过程中被炭罐充分吸收，此种情况极易导致加油过程中出现加油枪提前跳枪。本文主要研究国六整车从工厂下线后，加注汽油时产生的提前跳枪问题，并给出可行的解决方案以及类似问题的排查思路。
1 加油跳枪原理
如图1所示，加油时，油枪主阀开启，带压油液进入枪体内主、副阀间的空腔，并克服副阀弹力推开副阀，经油枪嘴排出。油液经过副阀时，由于液流的空吸作用，使开关膜上腔压力降低。但因开关膜上腔通过转接套斜孔、进气管和油枪嘴前端进气嘴与外界相通，外界空气不断补充到开关膜上腔，开关膜上腔仍与下腔压力保持一致，开关膜处于平衡位置。当油液淹没进气嘴时，开关膜上腔与外界大气隔绝形成负压，而开关膜下腔仍保持大气压，致使开关膜上、下腔间形成压力差。当压力差增大到一定值时，开关膜向上拱起并使与之固定的自封杆向上移动，钢球被挤落到自控杆孔内。自控杆在开关把的拉力作用下向下移动，主阀顶杆因开关把支点下移而向下移动，主阀关闭，供油停止，形成跳枪。
2 燃油系统差异
表1所示为零部件造成提前跳枪可能的影响因素。如油箱总成，当加油过程中有大流量气流通过时，国五系统的直通排气接头存在排气不及时导致的阀体关闭，而国六的加油限量阀也可能会出现此种情况。再加炭罐，国五系统加油时产生的燃油蒸气不经过炭罐，主要经由加油管头部的通气孔排到大气中[1]，而国六加油产生的燃油蒸气经过炭罐（图2），炭罐阻力会影响加油性能。
3 国六整车工厂下线后燃油加注过程中遇到的问题
通常，工厂下线燃油加注流速在30～40L/min，国五车型未出现首次下线加注汽油异常跳枪的问题。国六整车燃油系统因其特殊特性，在首次下线加注时会出现频繁提前跳枪的现象。下文详述了解决此问题的排查思路，并给出了解决办法。
4 首次加注燃油时频繁提前跳枪原因
根据前述燃油系统加注的原理分析，造成此问题的原因可能是加油管结构、系统阻力、燃油箱、油品或加油枪差异（插枪深度、角度及流速等）。经检查确认，油品和加油枪的影响因素可以排除，重点分析其他几个影响因素。
4.1 加油管排查
对加油管头部进行解剖分析（图3），加油枪插枪状态符合设计定义，可以排除此因素影响。
4.2 燃油系统通气阻力排查
搭建燃油系统台架，检查系统通气性。经实测，燃油系统密封性正常，通气性正常。再排查整个排气通道的其他零部件，如表2所示。
经过调查，整个排气通道未发现异常。给出现提前跳枪现象的整车重新加油，故障未出现;将此车燃油系统整体拆下做台架加油，故障未出现。
4.3 监测异常跳枪时油箱压力变化
通过上述排查发现，车辆经过使用后在第二次及后续的汽油加注过程中，未再出现加油跳枪的情况。接下来对新油箱（未经过汽油加注）和老油箱（经过汽油加注）在加注过程中的压力变化进行监测（图4）。新油箱在首次加注汽油的瞬间，油箱内压力急剧升高，接近加满油正常跳枪时油箱内的压力。这很可能是造成工厂下线首次燃油加注频繁提前跳枪的根本原因。为验证此推断，进行反复的对比试验（表3）。
从上表可以看出，新油箱在首次加注汽油时，油箱压力普遍出现急剧升高的情况，接近正常跳枪时油箱内的压力。选取有代表性的压力曲线如图5[2]（新油箱1）、图6[3]（老油箱3）所示。
综上，在相同的加注流速度（38L/min）下，新、老油箱在加注起始时，油箱内产生的压力差异在1.5kPa以上。接下来，需要研究为何会产生这样的差异。假设油箱为一个微型储油罐，加油前油箱内有残余燃油，即可认为油箱内达到了气液相平衡状态，油气与空气传质为自然扩散传质。加油前，油箱内油气摩尔分数分布均匀。根据非稳态油品蒸发数学模型，参考公式（1）。
式中：V’为加油过程中油品蒸发总体积，单位为m3;U1为油箱内液面上升速率，单位为m/s;D为油气与空气的扩散系数，单位为m2/s;t为计算时间，单位为s;λ为通过加油限量阀排出的油气和空气混合气总体积与加油总体积比。
由公式（1）可知，λ