基本信息
- 項目名稱：
- 車載油氣回收裝置及其蒸發(fā)排放測試研究
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 首先，本文分析了國外的排放法規(guī)和排放控制概況，針對國內(nèi)現(xiàn)在普遍存在的汽油車油氣回收系統(tǒng)的缺點進行分析，從解決這些缺點入手，提出了解決方案。然后對車載加油蒸汽回收系統(tǒng)（ORVR）的主要部件進行設計，并給出其詳細的設計方案和方法。最后，為了證明ORVR系統(tǒng)對汽油車加油排放的回收效果的有效性，研究設計2組試驗。實驗結(jié)果表明安裝ORVR系統(tǒng)的油氣排放率僅為未安裝ORVR系統(tǒng)排放率的7.3%。
- 詳細介紹：
- 我國近年來的汽車保有量高速的增長，我國2010年末全國民用汽車保有量達到9086萬輛，與2009年相比增加了2547萬量，隨之而來的是對汽油消耗量的不斷增加。由于汽油的蒸發(fā)特性，其蒸發(fā)量每年都是以驚人的速度增長，而加油過程中汽油蒸汽排放也在逐年增加，根據(jù)預測我國的加油排放會從2008年的105397.11噸汽油增加到2025年616167.72噸。因此研究汽油車加油過程的蒸發(fā)排放機理，設計回收加油排放的系統(tǒng)有效回收加油排放蒸汽是非常重要的。首先，本文分析了國外的排放法規(guī)和排放控制概況，針對國內(nèi)現(xiàn)在普遍存在的汽油車蒸汽回收系統(tǒng)的缺點進行分析，然后從解決這些缺點入手，提出了解決方案。然后引入了車載加油蒸汽回收系統(tǒng)（ORVR），并對車載加油蒸汽回收系統(tǒng)（ORVR）回收加油排放機理進行詳細介紹，再對車載加油蒸汽回收系統(tǒng)（ORVR）的主要部件進行設計，并給出其詳細的設計方案和方法。最后，本文為了證明車載加油蒸汽回收系統(tǒng)（ORVR）對汽油車加油排放的回收效果的有效性，研究設計了2種實驗方法：一種是活性碳罐收集法，一種是密閉室法。分別采用這兩種實驗方法對下面三種加油條件進行實驗：（1）沒有安裝活性碳罐和車載加油蒸汽回收系統(tǒng)油箱進行加油排放實驗；（2）只安裝活性碳罐的油箱進行加油排放實驗；（3）安裝活性碳罐和車載加油蒸汽回收系統(tǒng)（ORVR）的油箱進行加油排放實驗。實驗結(jié)果表明只安裝碳罐能夠減少大概15.7%的加油排放，而安裝車載加油蒸汽回收系統(tǒng)平均減少94%以上的加油排放。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 1.本設計的目的與基本思路我國近年來的汽車保有量高速的增長，隨之而來的是汽油消耗量的不斷增加。根據(jù)預測我國的加油排放會從2008年的105397.11噸汽油增加到2025年616167.72噸。而我國車載油氣回收技術在國內(nèi)屬空白，因此設計加油排放的回收裝置是非常重要的。所以首先本作品在分析國外的排放法規(guī)和排放控制概況后，針對國內(nèi)目前使用的燃油蒸汽回收系統(tǒng)的缺點進行分析，并提出了的解決方案。然后設計了車載油氣回收裝置（ORVR），給出其詳細的設計方案和方法，并對車載油氣回收裝置（ORVR）的回收加油排放機理進行詳細介紹。最后，本文為了證明車載加油蒸汽回收裝置（ORVR）對汽油車加油排放的回收效果，研究設計2組試驗。實驗結(jié)果表明同時安裝活性碳罐和ORVR的排放率僅為只安裝活性炭罐的排放率的7.3%。 2.創(chuàng)新點（1）把當前的加油系統(tǒng)進行車載油氣回收（ORVR）改裝。本作品通過對ORVR系統(tǒng)的單向閥、油量控制閥與坡度閥的設計，實現(xiàn)了對現(xiàn)有國內(nèi)汽車的油箱油氣回收系統(tǒng)的開發(fā)。（2） 設計測量汽油車加油蒸發(fā)量的小型密閉室。借鑒相關的加油排放測試標準，自行設計用于油箱試驗的密閉室，進行實驗系統(tǒng)總體布置設計與各子系統(tǒng)零部件設計。 3.技術關鍵單向閥、油量控制閥與坡度閥的設計；小型密閉室的設計。 4.主要技術指標 GB18352.3—2005中附錄F（規(guī)范性附錄）蒸發(fā)污染物排放試驗（Ⅳ型試驗）規(guī)定、美國聯(lián)邦法規(guī)相關的加油排放測試標準。
科學性、先進性
- 一、作品的科學性本作品設計的車載油氣回收裝置（ORVR）系統(tǒng)可以實現(xiàn)： 1.在加油管內(nèi)安裝單向閥，避免加油時油氣向大氣排放，當液封高度增大到淹沒加油槍進氣嘴，自動關閉加油槍； 2.當油面達到預定高度時，關閉油箱到活性炭罐的氣體通路，油箱內(nèi)油氣壓力增大； 3.通過逐級減少油箱到活性炭罐的油氣流通面積的方法使油箱氣體壓力變化平緩； 4.可按需要調(diào)節(jié)加油量的大小。二、作品的先進性 1.本作品設計了車載油氣回收裝置，從國內(nèi)最新技術資料的分析，可知目前用于汽車油箱排放控制的產(chǎn)品主要是活性炭罐，沒有涉及車載油氣回收裝置，也沒有相關的研究。本作品填補了這方面的空白。 2.目前國內(nèi)都是針對整車油氣蒸發(fā)損失量的測量，沒有對單獨的油箱、橡膠管等零部件進行的蒸發(fā)損失測量裝置。本作品借鑒國外有關標準自行設計用于油箱試驗的密閉室，進行實驗系統(tǒng)總體布置設計與各子系統(tǒng)零部件設計。經(jīng)過中國科學院上海科技查新咨詢中心查新，證實本作品處于國內(nèi)領先地位，并附有咨詢報告與查新報告。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 專利授權(quán)
作品可展示的形式
- 實物、圖紙、圖片
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明：伸入加油管中的加油槍噴出的燃油克服加油管單向閥的壓力，開啟單向閥，燃油進入油箱。油箱內(nèi)的汽油蒸氣只能從控制閥、坡度閥分別經(jīng)通氣管、進入油氣分離器，油氣分離后送入活性炭罐，凈化后的氣體從活性炭罐向外界排出；當發(fā)動機工作時，電磁閥開啟，活性炭罐內(nèi)的燃油蒸氣送入到發(fā)動機氣缸中供發(fā)動機工作，實現(xiàn)油氣的回收利用。技術優(yōu)勢：本作品通過設計的車載汽油蒸汽的回收系統(tǒng)，實現(xiàn)在加油過程中對油氣的部分回收的功能，而傳統(tǒng)的只有炭罐結(jié)構(gòu)來吸收的油氣的方法不能夠?qū)崿F(xiàn)在加油過程中對汽油蒸汽的部分回收。適用范圍：所有的汽油汽車。推廣前景與經(jīng)濟預測：根據(jù)分析，安裝ORVR之后每輛車的成本增加140元，未安裝ORVR系統(tǒng)時，汽車的加油排放平均是1.2g/L，安裝了ORVR后，減少加油排放95%。一輛車一年大概平均行駛20000Km，按平均10L/100Km來計算，年消耗汽油量2000L，93#汽油的密度為0.725kg/L，一年一輛汽車能省下的汽油是2.28Kg，可在6～7年內(nèi)回收成本。
同類課題研究水平概述
- 早于20世紀初，國外已開始對汽油蒸發(fā)問題進行研究。在30年代，美國學者發(fā)明油箱加油和保護裝置，此裝置能避免加油過滿和在加油過程中減少汽油排放。從60年代起，研究開發(fā)推廣應用油氣回收技術。1970年美國頒布世界上第一部汽車蒸發(fā)排放法規(guī)，在美國加州出售的汽車開始安裝燃油蒸發(fā)控制裝置，用收集法進行試驗，并且對輕質(zhì)油品儲運系統(tǒng)興建油氣回收裝置，開始實施加油站的一級油氣回收治理。 1975年，美國就已有油氣回收的各項標準，此項標準由CARB制定。1978年開始采用密閉室法（SHED）測試汽油車燃油蒸發(fā)污染物，1981年要求采用密閉室法測試汽車蒸發(fā)排放，法規(guī)限值為采用2g/test，并且美國通用和福特汽車公司相應地采用車載診斷系統(tǒng)（OBD）。直到1997年，美國才開始出現(xiàn)安裝在汽車上的油氣回收裝置，又稱做車載油氣回收系統(tǒng)，它阻止油氣直接向大氣排放。1998年，美國政府開始實行車載汽油蒸氣回收政策，要求汽車在整個壽命期間，加油過程中的HC揮發(fā)量不超過0.053g/L，并且轎車車型中有40%被要求安裝ORVR，1999年為80%，2000年以后所有轎車都被要求安裝ORVR（但實際執(zhí)行結(jié)果的有不少差距）,2010年后所有汽車都要安裝ORVR。歐洲從1970年開始，制定法規(guī)控制汽車排放物，以后陸續(xù)多次地加嚴汽車排放標準。歐盟形成后，利用EO法規(guī)繼續(xù)對汽車排放進行控制。2000年1月實施歐Ⅲ，2005年實施歐Ⅳ，2008年實施歐Ⅴ，其中對汽車蒸發(fā)排放提出極為嚴格要求。為了防治機動車污染物排放對環(huán)境的污染，中國2000年1月1日開始實施輕型汽車污染物排放限值第一階段標準。標準對以汽油發(fā)動機或柴油發(fā)動機、最大設計車速大于或等于50km/h 的輕型汽車， 按基準質(zhì)量進行限值；2005 年開始實施第二階段標準；2007 年7 月1 日開始實施第三階段標準；2010 年開始全面實施第四階段標準；2011年3月制定了第五階段標準的征求意見稿。
