今年，對大汽車制造行業(yè)來說，國六排放法規(guī)無疑是最爆炸新聞之一。要說OBD系統(tǒng)里面國六和國五的重要區(qū)別在哪里，蒸發(fā)系統(tǒng)監(jiān)測肯定就是最顯眼的地方之一。

蒸發(fā)系統(tǒng)及控制

汽油是容易在表面發(fā)生汽化的液體，這種現象叫蒸發(fā)。物質蒸發(fā)的這種固有趨勢稱為蒸發(fā)性，或揮發(fā)性。汽油的蒸發(fā)主要受環(huán)境溫度，汽油表面積、表面空氣流速和表面壓力的制約。汽油被加進汽車相比密閉的油箱后，溫度是其蒸發(fā)速度的最主要的影響因素，溫度高則蒸發(fā)快。因此呢，只要天氣一熱，或者車輛跑一陣后，油箱會受到周圍環(huán)境和零部件（比如排氣管）的熱輻射，里面的溫度就會升高，汽油的揮發(fā)速度就會加快，油箱里面累積的油蒸氣就會越來越多，壓力就會越來越大……想象一下如果我們把油箱做成密封的會怎樣？對了，聰明的你肯定猜到了，總有一天油箱是要爆掉的，這會產生很嚴重的安全問題。還有，當油箱液位因汽油被大量消耗而下降時，如果新產生的蒸氣不足以填充油箱液位下降而騰出來空間，油箱內的壓力將下降進而形成負壓，達到一定程度，一方面同樣會產生安全問題，另一方面，還會造成發(fā)動機運行時供油困難，供不上油，汽車也就歇菜了。這么看，油箱是需要“呼吸”的，因此，通常要把油箱做成不是密閉的。當然也有一種策略通過壓力限制閥把油箱做成密閉的，但這里不做討論。

既然油箱不是密封的，那么油蒸氣肯定是要跑出來溜達的，我們這些愛環(huán)境愛生活的人類們怎么能夠容忍這樣的事情發(fā)生呢！于是我們把油箱通大氣的道路上設置了一個叫碳罐的東西，里面裝滿了活性炭，把跑出來溜達的油蒸氣統(tǒng)統(tǒng)抓起來。這樣呢，通過碳罐的通風管路，油箱就能與大氣正常地“呼吸”了——若因環(huán)境溫度升高而引起油箱里的油氣增多壓力升高時，油氣就會流向碳罐，被碳罐里面的活性碳捕獲，油氣就不會跑到大氣中而污染環(huán)境；當環(huán)境溫度降低時，油箱里的壓力也會跟著降低，甚至低于大氣壓，這時大氣就可以通過碳罐跑到油箱，從而起到了保護油箱的作用。

此刻，你可能會有疑問了：碳罐吸附油蒸氣飽和了怎么辦。這也不用擔心，碳罐的第三個通道（另外的兩個通道分別是前面提到的連接油箱和大氣的通道），也是最后一個通道，這時發(fā)揮了至關重要的作用。了解發(fā)動機的人肯定都知道，當發(fā)動機工作時，它的進氣歧管會產生的一定的真空。碳罐的第三個通道就是與這樣的進氣歧管相連的，這樣，大氣就會被從碳罐的通風口吸入到進氣歧管——這股氣流我們叫它為脫附氣流，與此同時，吸入的空氣會帶走附著在活性碳上的油氣，把企圖逃逸的油氣關進發(fā)動機的燃燒室，實施“慘無油道”的“十大酷刑”之一——火燒。

如果發(fā)動機不工作的時候怎么辦，油蒸氣會不會從發(fā)動機那邊跑出去？嗯，你的擔心很有道理，不過這個我們早想到了。在碳罐通進氣歧管的管路上，我們設置了一只“攔油虎”，我們管它為碳罐閥。它的作用可是很了不起，它不僅在發(fā)動機熄火后能將油氣逃逸的通道堵住，只讓油氣從碳罐那邊跑，它還能在發(fā)動機運行的時候控制流向進氣歧管的脫附氣流的流量，使發(fā)動機能夠運轉平穩(wěn)，不影響排放。

說到這里，聰明的你可能已經基本明白什么是蒸發(fā)系統(tǒng)，它有包含那些東西了！對了，蒸發(fā)系統(tǒng)包含油箱（油箱蓋）、碳罐、碳罐閥、它們之間的管路，以及連接到進氣歧管的管路和管路上的零部件。

蒸發(fā)系統(tǒng)監(jiān)測法規(guī)要求

前面蒸發(fā)系統(tǒng)和控制似乎已經完美地解決了蒸發(fā)排放的問題，但法規(guī)的要求還不止于此。當蒸發(fā)系統(tǒng)中存在泄漏時，比如在上圖碳罐閥左邊的部分中，這樣，油箱中揮發(fā)的油蒸氣就會繞開碳罐而跑到大氣中；或者上圖碳罐閥右邊的部分存在堵塞，導致不能形成脫附氣流，從而不能及時脫附碳罐，維持碳罐的吸附能力。這些情況都會使蒸發(fā)系統(tǒng)對蒸發(fā)排放的控制效果下降或能力喪失。這就需要法規(guī)中OBD部分要求的蒸發(fā)系統(tǒng)監(jiān)測粉墨登場了。

在國六征求意見稿中，要求OBD系統(tǒng)在下列情況出現時應檢測到蒸發(fā)系統(tǒng)的故障：

OBD系統(tǒng)監(jiān)測不到從燃油蒸發(fā)系統(tǒng)到發(fā)動機（指到發(fā)動機進氣系統(tǒng)被封閉的區(qū)域）的脫附流量；

整個蒸發(fā)系統(tǒng)中存在一個或多個泄漏點，這些泄漏點的泄漏量大于或等于直徑為1mm的小孔產生的泄漏量；

如制造廠提出要求，可使用大于或等于直徑為0.5mm的小孔產生的泄漏量的要求替代J.4.4.2.2(B)中的要求；

對于增壓進氣發(fā)動機車輛上的高負荷的脫附管路（例如，在進氣歧管壓力大于環(huán)境壓力的條件下的碳罐蒸發(fā)系統(tǒng)脫附管路），如果沒有從蒸發(fā)系統(tǒng)到發(fā)動機的脫附氣流，OBD系統(tǒng)應能監(jiān)測到故障。

可能你沒看懂法規(guī)說了些啥，沒事，我這里用地球人都能懂的語言幫你歸納一下：法規(guī)要求你監(jiān)測油箱到碳罐閥之間的管路和零部件的密封性，要求其泄漏量不能超過相當于0.5mm或1mm孔徑小孔產生的泄漏量；而剩下的蒸發(fā)系統(tǒng)部分要求你監(jiān)測沒有脫附氣流通過，比如管道堵塞或脫落。

蒸發(fā)系統(tǒng)監(jiān)測方案

如何才能滿足國六法規(guī)對蒸發(fā)系統(tǒng)的這些監(jiān)測要求呢？聯合電子引進了成熟的蒸發(fā)系統(tǒng)監(jiān)測的解決方案，請各位坐好觀看。

對于通常的蒸發(fā)系統(tǒng)的泄漏診斷，我們共有三種對付大招，一種叫DTESK，第二種叫EONV，第三種叫DMTL。

首先是DTESK方案。DTESK方案需要額外兩個零部件，其中一個是壓力傳感器，安裝在油箱上或靠近油箱的管路上，它用來測量油箱壓力的變化；另外一個是安裝在碳罐的通風口上叫碳罐通風閥，可以叫它為AAV或CVV，顧名思義，它是碳罐與大氣的隔離開關，通常情況下，它是常開的。在環(huán)境條件和發(fā)動機的工況條件，比如環(huán)境溫度、起動條件、車速條件、進氣歧管的壓力等滿足時，AAV會關閉，把蒸發(fā)系統(tǒng)與大氣的聯通切斷，這時進氣歧管的真空會把蒸發(fā)系統(tǒng)的氣抽走一部分，使蒸發(fā)系統(tǒng)也有一定的真空度。如果此時連真空都建立不了，那說明蒸發(fā)系統(tǒng)有很大的泄漏，比如油箱蓋沒有關的情況。真空建立之后，碳罐閥也會關閉，形成一個密閉空間，這個時候ECU就會監(jiān)測一定時間范圍內的真空衰減速度：如果系統(tǒng)是密封的，那么真空應該不會有多大改變，但如果有泄漏，且泄漏的孔徑越大，那么真空會越快消失。ECU就會根據這個真空衰減速度來判定存在多大的泄漏。

接著是EONV方案。大家都學過氣體方程吧，沒學過或忘了也沒事，大家只要理解公式PV=nRT里的P、T和V就行——P是壓力，T是溫度，V是容器體積。顯然，根據公式如果容器的容積V一定，n和R對于同樣的氣體都為常數，那么溫度越高，容器內的壓力就越大，反之壓力越小。EONV就是利用了這個原理。車輛運行結束后，油箱會吸收周圍零部件特別是排氣管的熱量，使其溫度上升，而一段時間過后，油箱和周圍的零部件都會慢慢冷卻，溫度慢慢降低。因此，油箱內的壓力也會出現同樣的趨勢，即先上升再慢慢下降。如果油箱出現了泄漏，那么溫度上升和下降的過程中，油箱內的氣體會溢出到大氣中或大氣中的氣體會補償進入油箱，使油箱壓力的上升和下降變緩。泄漏的孔徑越大，變緩的程度越厲害。因此，它可以根據壓力上升和下降變緩的程度來判斷泄漏的大小。該方案用到的硬件配置與DTESK相同。一般情況下，EONV用來診斷0.5mm泄漏，DTESK用來診斷1mm泄漏。

最后是DMTL方案。該方案要求在碳罐的通風口處加裝一個DMTL模塊——內部包含充氣泵，雙向閥和一個標準孔。想象一下，你往大氣吹氣和往一個小氣球吹氣的感受，是不是往小氣球吹氣需要的力氣大一些；如果把小氣球戳個洞，那么這個時候往小氣球吹氣是不是要輕松一些。對了，ECU就是監(jiān)測充氣泵向油箱系統(tǒng)吹氣的難易程度，具體表現為充氣泵電流的大小，通過對比向標準孔吹氣的電流大小來判斷存在多大的泄漏。

充氣泵往標準孔吹氣

充氣泵往油箱吹氣

前兩種方案對發(fā)動機的運行工況有要求，因而不能適用所有的車輛配置（比如混動），但價格實惠，而DMTL則相反，它適用于所有的車輛配置。

對于脫附流量診斷，聯合電子修煉的招式也很多：

基于DTESK方案的診斷。利用DTESK方案的相關硬件，監(jiān)測關閉碳罐閥時蒸發(fā)系統(tǒng)是否還存在負壓，或監(jiān)測碳罐脫附時能否按預期形成真空，來判斷碳罐閥和脫附管路是否有故障。

基于DMTL方案的診斷。通過向蒸發(fā)系統(tǒng)泵氣，主動控制碳罐閥的開度，監(jiān)測此時的充氣泵的電流變化來判斷是否存在故障。

主動診斷法。通過主動開關碳罐閥，比較碳罐閥打開前后的進氣歧管壓力的變化來判斷故障。若存在高壓脫附管路，則需要在高壓脫附管路上加一個壓力傳感器，監(jiān)測碳罐閥打開前后該管路壓力變化的大小。

蒸發(fā)排放控制對于我國這樣一個年平均氣溫較高的國家非常關鍵。相信有了國六法規(guī)中更加嚴格的蒸發(fā)排放標準以及OBD部分的蒸發(fā)系統(tǒng)監(jiān)測要求，一定對會環(huán)境保護貢獻多多。