为什么很多汽车上都需要装碳罐?
碳罐对一辆车来说它只是是一个附件,本来是可有可无的。不安装对发动机没有任何影响。但为什么每辆车都安装了碳罐了呢?碳罐存在的意义是为了降低燃油蒸发所带来的环境污染。大家都知道汽油的挥发性非常强。如果油箱是封闭的,汽油挥发会导致油箱内压力非常高。如果发生碰撞带来的后果是极为严重的,同时高压对油箱的制造工艺也有很高的要求。
碳罐一端通过一段导管与油箱顶部相连,当蒸汽压力过高时,蒸汽会通过导管进入碳罐,并储存于碳罐之中。碳罐的另一端与进气歧管相连,中间由电磁阀控制管路的连通与否。当汽车再次启动时,碳罐控制阀打开,储存在碳罐中的汽油蒸汽被吸入进气歧管参与燃烧。
为了防止压力过高,油箱盖上设计了一个泄压阀,压力过高时,泄压阀会打开泄压。比亚迪F0早前的油箱盖由于没有设计泄压阀,导致油箱压力过高,油箱盖拧不动。后期改进了,增加了一个泄压阀。
早期的车辆没有安装碳罐,燃油挥发后,通过加油口直接排到了大气中。后来为了减低对环境的污染,增加了一个过滤装置~碳罐,下图可以看到碳罐共有三根管,分别通向大气、油箱、发动机。
原理简单俩说就是,发动机产生真空,将油箱内燃油挥发的气体通过碳罐过滤后,吸入到发动机气缸内燃烧掉。这样既避免了对环境的污染,又可以降低发动机油耗。
碳罐内的碳颗粒只要没有液体汽油进入通常可以使用十几年是没有问题的。
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碳罐内部的活性炭会吸附燃油,经过过滤后的空气则会通过呼吸口排出到外部;这样就能实现油箱压力的均衡,而在启动车辆之后,连接进气歧管的另一道管路会产生负压力。进气歧管的高压气流会通过管路和呼吸口往内部抽气,呼吸口的气流则能够带动燃油进入发动机燃烧室参与燃烧,这些汽油是不会被浪费的。
电磁阀控制的翻板能实现燃油的循环利用,只要活性炭仍能吸附燃油则不用担心——问题只是在活性炭是否会老化或变质,毕竟似乎什么东西用久了都会出现性能变差的问题吧。然而活性炭还真没有这个问题,碳罐中的活性炭是一种“填满”再“排空”的循环,这与车内或家里使用的、用于吸附HCHO、TVOC等物质的活性炭不同。
活性炭的孔径有2-50纳米的标准,空气中挥发的物质可以通过活性炭吸附;微孔吸附满了之后就不能持续吸附了,想要让吸附物质脱附需要很高的温度和压力,所以这些活性炭就是一次性的。但是汽油挥发的速度与程度都比较夸张,如果使用的活性炭也是“一次性”的话,怕是每天都要去更换的,很显然这不现实。
综上所述,碳罐中的活性炭需要高效率的吸附和脱附,脱附需要的压力可以通过呼吸口的负压实现;同时汽油本身是容易挥发的物质,被活性炭吸附之后也仍有这种特点,所以在挥发时通过负压气流使其脱附也就没有多难了。所以在启动发动机之后就能够有效的“清理碳罐”,碳罐可以循环往复地使用。