1.1 燃油车油品法规
1.1.1 蒸发污染物与密封技术概述
我国地域广阔,纬度跨度大,不同地区季节气候条件差异显著;尤其在冬季,我国南北两端温差最高可达70℃。过低的蒸气压对汽车冷启动及冷启动时的污染物排放影响较大;而过高的蒸气压不仅在燃料储运过程易造成蒸发排放损失,继而生成挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs),造成光化学反应,还会在汽车燃料进气系统中形成气阻效应,影响热启动性能。因此,2016年年底,国家环境保护部已经对我国目前执行的全国统一的冬夏季蒸气压标准进行修正,按不同地域、气候条件制定执行分区的蒸气压标准,尽量减少机动车的蒸发污染和VOCs污染物数量。
中国的机动车燃油国家强制性标准,车用汽油主要分为六个阶段,GB 484—1993(国Ⅰ)→GB 17930—1999(国Ⅱ)→GB 17930—2006(国Ⅲ)→GB 17930—2011(国Ⅳ)→GB 17930—2013(国Ⅴ)→GB 17930—2016(国Ⅵ),每个标准后面的数字代表了强制性标准发布的年份。但是,国家每个法规标准的制定都是综合了很多领域的阶段性现状,车用燃油国家标准也不例外,是综合了环保法规、燃油车法规、石化加工产品标准等各个领域的意见,由国家标准化管理委员会牵头组织、讨论得出来的,每个具体技术指标和参数的改变,对不同行业的利益影响很大,所以每个国家标准从发布到实施都有一定过渡期。
图1-1所示为燃油车的燃油输送装置,包括燃油安全阀、燃油箱、燃油泵、燃油压力调节器、燃油滤清器等。燃油箱排气装置包括加注通风管接头、加油通风阀、活性炭过滤器(AKF)和燃油箱排气阀(TEV)。原则上,燃油的挥发性必须保证在所有运行状态下都能为发动机提供一种气态的可点燃的空气燃油混合气。中国各地的气候条件、经济发展水平、油品生产企业的特性均有差异。例如,东北地区的炼油厂,原料主要为大庆油或者俄罗斯进口原油,对柴油抗冻性能要求很高;在珠江三角洲地区,主要是进口中东原油,粤港澳地区机动车排放标准高,对汽油、柴油品质技术要求比较高;山东地区主要是胜利油田以及进口一次加工后原料油,地区机动车排放标准也低,对汽柴油质量要求较低。中国疆域辽阔、各地温差较大,燃油输送和混合过程中不可避免会发生燃油蒸发污染问题,依据国家环境保护部的最新法规,需要对燃油系统的橡胶密封、胶管与活性炭过滤等进行污染隔离与有效治理。
图1-1 BMW汽车E60燃油和排气系统及关键橡胶密封、接头等制品
1—加注管接头;2—安全阀;3—电动燃油泵(EKP);4—燃油滤清器;5—进油管路;6—喷射阀/油轨;
7—燃油压力调节器;8—引流泵-左;9—引流泵-右;10—燃油箱传感器-右;11—燃油箱传感器-左;
12—保养口-左;13—保养口-右;14—加注通风管接头;15,16—加油通风管;17—活性炭过滤器(AKF);
18—燃油箱排气阀(TEV);19—从AKF到进气系统的吹洗空气;20—蛛网状空气过滤器;
21—数字式发动机电子伺控系统(DME);22—氧传感器;23—排气歧管
汽车产业的迅速发展,极大地拉动了石油、化工、钢铁等相关产业,对国家经济的快速发展做出了较大的贡献。与此同时,由于汽车保有量的快速增长以及由此带来的环境和能源供应问题也越来越不容忽视。汽车行业正在采取各种措施生产低排放、低油耗汽车并开发新能源汽车以降低汽车尾气对大气的污染并节省石油资源。