20年前的国三、国四时代,油箱只是单纯的油箱,和排放几乎无关。到了新能源时代,油箱这个容器也跟排放沾了边儿。为什么一个简单的储油容器和排放挂钩?普通常压油箱和高压油箱有何区别?什么车需要搭载高压油箱?高压油箱能带来什么好处?
普通常压油箱和高压油箱又有何区别?
常压油箱,从名称便可大致了解其特性,即油箱内部压力与外界基本保持均衡。乘用车的常压油箱多采用工程塑料材质,像高密度聚乙烯(HDPE)。这种材质具备密度小、质量低的优势,易于塑造各种复杂形状,能够完美贴合乘用车复杂的底盘结构,有助于车身减重,从而降低耗油量。然而,常压油箱的结构强度有限,无法承受过高压力。
由于汽油具有较强的挥发性,即便在低温的冬季也会挥发,挥发产生的汽油蒸汽会使油箱内部压力升高,早期环保意识不是很强的时候,挥发的汽油蒸汽也就直接排放了。
后来排放法规日益严苛,为解决这一问题,常压油箱就配备了“碳罐”这个模块,碳罐属于燃油蒸发控制(EVAP)的一部分,也有人称之为加油排气回收装置(ORVR),其主要作用是收集和存储燃油系统(油箱)产生的燃油蒸汽,并适时地送入进气歧管,与空气混合后进入气缸参与燃烧,防止污染大气,同时也使燃油得到充分利用,提高了燃油的经济性。同时也通过通气管释放多余压力,确保油箱始终处于安全压力区间。但碳罐吸附能力并非无穷无尽,在正常情况下,汽油燃烧消耗产生的有害蒸汽能被碳罐吸收,当下次发动机启动时,有害气体会进入发动机燃烧,以此达到排放标准。
高压油箱,大多采用金属材质制成,具有更好的耐压能力,主要搭载于混动动力汽车,主要以PHEV为主。和常压油箱一样,高压油箱也配备碳罐系统,此外还有一个油箱隔离阀(FTIV)。
油箱隔离阀是布置在油箱和碳罐之间的一个油气截止阀,阀门在正常情况下保持关闭状态,防止燃油蒸汽直接进入碳罐,而是将燃油蒸汽隔离在油箱内,当发动机运行时,油箱内的汽油蒸汽直接进入发动机参与燃烧,而非被碳罐吸收。
这样设计是为了减轻碳罐的负担,避免碳罐过载导致燃油蒸汽泄漏,保证碳罐能够长期处于有效工作状态,并防止燃油蒸汽直接排放到大气中,从而减少整车蒸发污染物的排放。
什么车需要搭载高压油箱?
国六b标准并未强制要求车辆使用高压油箱,只要求车企必须通过检测证明车辆排放达标,由于不限定具体的技术方案,车企可自主选择常压油箱配合软件控制,或直接采用高压油箱。
常压油箱+碳罐系统的技术路线在以发动机为主要动力来源的车型上表现优异,因为发动机处于高频次运转下,解决了碳罐吸附能力有限的问题,会不断抽取碳罐内的油气参与燃烧,形成“挥发-吸附-燃烧”的闭环。
而插电混动(PHEV)汽车,或者说以电驱动为主的混动车型,由于其用车方式具备多种模式,导致了油箱选择上有着更多考虑因素。插电混动汽车具备包括EV(纯电行驶)和串并联(混动行驶)等多种模式。在日常短途用车过程中,大部分插混车驾驶员都优先使用行驶成本低的纯电模式,只有在偶尔长途驾驶时才会切换到混动模式。插电混动汽车如果使用常压油箱,在长期纯电行驶过程中,发动机不启动,汽油蒸汽容易导致碳罐饱和。
早期的一些插电混动汽车采用常压油箱+碳罐的技术路线,车辆通过检测碳罐是否饱和,当吸附量达到阈值时,车辆会在纯电行驶中自动启动发动机一段时间,从而对碳罐进行再生,避免排放超标。然而这种方式会导致发动机定期启动,专门清除碳罐内的燃油蒸汽,这会导致车主原本计划使用纯电模式时介入,从而缩短实际纯电动里程。同时,清除碳罐导致的冷启机,使得发动机的噪声较大,油耗增加,用车的体验度明显下降。
高压油箱有什么好处?
采用高压油箱时,当车辆长期以EV模式行驶,发动机不具备再生碳罐的能力,此时高压油箱+油箱隔离阀,可避免燃油蒸汽溢出污染大气满足排放法规要求,这是高压油箱最根本的意义所在。
此外,对于使用高压油箱的车辆,由于不需要定期强制启动发动机来处理燃油蒸汽,在用户的感知层面,车辆的使用质感会得到提升。不会出现纯电行驶过程中,车辆突然启动发动机,导致NVH体验下降,燃油消耗量增加,使用体验不如预期等情形。随着国七标准即将迎来落地,燃油蒸发污染物的排放将会进一步收紧,此外从目前公布的信息来看,国七还增加了单独的碳罐测试程序,并设置了接近零排放标准的要求。由此可见,高压油箱或将逐步替代低压油箱,成为标配。(朋月)
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