论文部分内容阅读
中国在《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》(下文简称“国六”)标准附录J中新增了一项对燃油蒸发系统(Evaporative system,下文简称EVAP系统)进行泄漏监测的规定。对EVAP系统进行泄漏监测能够控制车载油气回收装置不能控制的油气泄漏,减少燃油蒸发污染物排放,因此对EVAP系统的泄漏监测研究十分重要。首先,本文分析了现有EVAP系统泄漏监测方法、模块、系统,并且总结了一些尚待验证的泄漏监测影响因素。基于这些分析,提出对现有EVAP系统泄漏监测流程、系统等的改进设想。第二,选择负压退坡法进行研究,通过简化EVAP系统气相空间内的气体对流扩散过程,基于分子扩散传质原理,建立了 EVAP系统气相空间在负压退坡阶段内的总压变化理论模型。利用Simulink对系统气相空间内的总压变化进行计算,同时得到系统气相空间中相应的空气、油气质量流率。第三,进行Fluent仿真,在不同EVAP系统气相空间容积以及不同初始退坡压力下,分析影响泄漏监测因素——泄漏孔位置对EVAP系统气相空间内压力场及流场的影响,获得较佳的泄漏监测时间及传感器的位置设置。第四,基于“国六”标准设计了实验台架及实验流程,验证了仿真结果、同时也验证了泄漏监测影响因素对EVAP系统气相空间内压力退坡的影响。基于实验结果,总结出了一套累积泄漏孔直径判断标准,该标准适用于本文实验中所使用的EVAP系统,并给出泄漏监测影响因素的较佳的设值范围。最后,基于仿真及实验结果,对已有的泄漏监测流程以及泄漏监测系统、模块进行了改进。结合负压退坡法和自发压力退坡法,设计了一套多时段泄漏监测系统。仿真结果表明,当泄漏孔位于EVAP系统油箱上壁面时,系统气相空间内的退坡速率大于当泄漏孔位于EVAP系统油箱侧壁面时的速率;较佳的泄漏监测时间为30s至60s,压力传感器应分别设于油箱中央的上壁面以及靠近油箱侧壁处。实验结果表明,累积泄漏孔直径、EVAP系统气相空间容积、初始退坡压力、碳罐吸附的油气量对泄漏监测结果有较大影响;最大退坡速率、特定退坡速率值区域内的点占退坡时间0至60s内的所有速率点的比重可用于对累积泄漏孔直径进行判断。本文研究的创新之处在于:(1)使用Fluent仿真分析了在负压退坡阶段,泄漏孔位置对EVAP系统气相空间内的压力场及流场的影响,得到了较佳的泄漏监测时间以及压力传感器的位置设置。(2)采用基于“国六”标准的实验规程来验证仿真的有效性、验证泄漏监测影响因素对系统气相空间内压力退坡的影响。基于上述实验结果,针对本文所用的EVAP系统总结出一套累积泄漏孔直径的判断标准。(3)结合了负压退坡法和自发压力退坡法,设计了一套多时段泄漏监测系统,可分别用于汽车怠速阶段、汽车驻车阶段。