论文部分内容阅读
2016年10月,环保部发布了国六排放法规的发布稿,国六相对国五最大的变化之一就是增加了VII型加油过程污染物排放试验,规定加油蒸发排放不得超过0.05g/L。为适应国六法规,车辆需要升级车载油气回收系统(Onboard Refueling Vapor Recovery,ORVR),升级ORVR系统需在燃油系统关键部件设计及标定和炭罐脱附标定等方面进行考虑。国内外学者对ORVR加油过程多采用仿真模拟和试验的方法进行研究,但大多仿真模拟都是针对ORVR系统中单一或部分部件进行研究分析,没有建立完整的ORVR系统仿真模型。本文研究的内容是试验分析不同加油枪对加油排放的影响,对ORVR系统机理进行深入的研究,并建立加油管、油箱、回气管和活性炭罐为一体的完整ORVR系统仿真模型,用仿真替代部分标定试验,寻找最佳的FLVV阀管路和回气管的限流阀孔径,以节省成本和时间,缩短ORVR系统的开发周期。具体的研究内容和主要结论如下:(1)对加油过程进行试验分析。对某ORVR系统进行加油排放试验,并测量油箱压力、通气管流量、回气管流量、加油口进气量和加油排放因子,研究不同加油枪(美国OPW和德国ZVA)对加油排放的影响。试验结果表明:(1)在相同加油流量(37L/min)情况下,OPW加油枪加油时油箱内部压力更大,通气管和回气管的流量更多;(2)ZVA加油枪因剪切和卷吸作用带进油箱的空气相对较少,加油口进气量也相对较少,所以调整回气管限流阀孔径应以ZVA加油枪为首要考虑对象。(2)对加油过程进行仿真分析。选取某车型ORVR系统作为原型,对其进行适当的简化,并利用CATIA软件建立其三维模型;应用ANSA软件进行网格划分;采用STAR-CCM+软件进行仿真计算,其中湍流模型选择可实现的k-ε模型,多相流模型选择VOF(Volume of Fluid,流体体积)模型。将仿真计算得到的通气管流量、回气管流量、加油口进气量跟试验数据进行对比,误差在5%以内,从而验证了仿真模型的有效性,可以用于后续的优化研究。(3)对模型进行优化。(1)对加油管管径进行优化,通过分析5种不同加油管管径对加油口油气流动的影响,寻求最佳的加油管直径,使该直径下加油管能形成液封,且满足加油顺畅性的要求;(2)对回气管限流阀孔径进行优化,通过分析5种不同回气管限流阀孔径对加油口油气流动的影响,寻求最佳的回气管限流阀孔径,使该孔径下满足加油排放限值的同时可以减轻炭罐的负荷;(3)对FLVV阀限流阀孔径进行优化,通过分析5种不同FLVV阀限流阀孔径对加油口油气流动的影响,寻求最佳的回气管限流阀孔径,使该孔径下既满足加油顺畅性的要求又可以增加加油时油箱的压力,减少加油蒸发排放。