某小型公交车汽油味重的解决方案

2018-05-07孟平平

装备制造技术 2018年2期

孟平平，陈浩，任彪

（1.柳州五菱汽车工业有限公司，广西柳州545007；2.桂林客车发展有限责任公司，广西桂林541000）

某款汽油—天然气两用燃料小型公交车，采用的是四缸汽油发动机，发动机管理系统为多点电子喷射系统，燃油系统为半回油系统。该车型性能突出，其动力性、经济性、舒适性、通过性等深受用户好评。在上市初期，有部分地区用户反映，在夏季高温天气时，在行车或行驶一段距离停车后，车辆发动机舱有明显的汽油味，严重时驾驶区都能闻到汽油味，且引发了发动机舱的燃气泄漏报警装置报警。针对该问题，对故障车辆及故障发生区域进行了详细的调查分析，本文对解决过程进行总结论述。

1 问题原因分析

1.1 行驶工况调查

该区域公交线路行驶一趟为20 min，期间停车20 min，停车时会怠速开空调，中午最长停车怠速1 h以上，公交线路均为3档以下低速行驶，车辆最高车速40 km/h，环境温度37.4℃，地表温度56.1℃，燃油箱温度最高时达71℃（局部），汽油蒸汽量很大。

燃油箱内的汽油蒸汽通过安全阀、燃油蒸汽管路进入碳罐，被活性炭吸附，在合适的工况下碳罐电磁阀开启，在进气歧管内真空吸力的作用下，汽油蒸汽随空气一起被吸入发动机气缸内参与燃烧。碳罐电磁阀由发动机ECU控制，碳罐电磁阀的开启时间、开度大小直接影响到发动机的性能，通常有如下要求：大负荷工况下少进气，中等负荷时在不降低发动机功率的前提下，允许多进气，小负荷时少进气，怠速时很少或不进气[1]。

出现故障的车辆怠速时间长，车辆负荷小，此工况下进气量小，而环境温度及地表温度均很高，油气蒸发量大，故导致碳罐中的汽油蒸汽不能及时脱附到发动机参与燃烧，而是从碳罐溢出，使得车辆出现汽油味重的情况。

1.2 车辆检查分析

首先检查发动机的燃油管路及燃油蒸汽管路是否存在泄漏的地方：一是连接不够牢靠，仔细检查燃油泵—燃油滤清器—发动机之间的管路连接；二是管路老化产生了裂纹渗漏导致。检查故障车辆，燃油及蒸汽管路无泄漏、接头连接牢靠，碳罐上吸附胶管、脱附胶管外表异常龟裂，对该车吸附胶管、脱附胶管进行更换，更换后行驶一段里程，汽油味依然存在，由此可判断胶管龟裂不是导致出现汽油味的根本原因。

其次对燃油系统各零件的布置进行分析，具体如图1所示，通过观察及对比其他没有该问题的车型，发现有如下几处问题：

（1）发动机排气歧管在后部，靠近前隔板，致使发动机舱的温度比其他车型要高；

（2）催化器布置在燃油箱的正前方，催化器工作温度高达600～700℃，冷却风扇吹来的热气流经过催化器的进一步加热，吹热燃油箱；

（3）排气管前段与燃油箱间的最小间隙为100 mm，有大量的热辐射传递到燃油箱侧面。将碳罐上吸附胶管拆开后，将手放在吸附胶管口部能明显感觉到有热气流从油箱向外流，说明此时油箱内温度高、压力大，燃油蒸汽产生速率过高，碳罐被击穿后燃油蒸汽溢出，从而闻到汽油味。

图1 燃油系统各零件布置图

再次，重新核算碳罐容积是否与燃油箱容积相匹配。采用估算法，计算方法如下所示：

碳罐容积=油箱额定容积×油箱中汽油蒸气发生率（1.6g/L）÷碳罐中活性炭的工作能力×0.5[2]

其中：油箱额定容积为40 L，活性炭工作能力为45 g/L.

计算得出V=0.711 L

而该车所匹配碳罐的容积为0.95 L，安全系数为1.33，碳罐容积匹配合理，不存在碳罐偏小的情况。

最后，检查故障车辆上碳罐是否堵塞，将碳罐拆下，从碳罐吸附口通气，堵住脱附口，气流从通大气口流出，说明碳罐没有被堵塞。

1.3 汽油特性分析

汽油是从石油中提炼出来的，馏出温度小于200℃的馏分。汽油是由100多种碳氢化合物组成的混合物，各种成分的性质不同，物理性质也不相同。与蒸发系统有关的性质主要有蒸气压和馏程。

蒸气压是指在某一温度下一种物质的液相与其上方的气相呈平衡状态时的压力，也称饱和蒸气压。蒸气压表示该液体在一定温度下的蒸发和汽化的能力。蒸气压的高低表明了液体汽化或蒸发的能力，车用汽油的蒸气压与温度和汽化率有关，蒸气压越高，说明液体越容易汽化。汽油蒸气压以雷德蒸气压来评估，雷德蒸气压（Reid Vapor Pressure），简称 RVP，是在温度为37.8℃所测出的燃油蒸气压力。

馏程是指以油品在规定条件下蒸馏所得到，从初馏点到终馏点表示蒸发特征的温度范围（即沸程）。整个馏程包括的项目有初馏点和终馏点（也称干点），10%、50%、90%馏出温度，残留量。

目前中国实行的GB17930-2016《车用汽油》规定中规定的国Ⅴ车用汽油的技术要求如下表1[3]所示。