Оптимизация параметров газовоздушного тракта системы улавливания автомобильных топливных испарений

Введение (постановка задачи и актуальность). Состав смеси воздуха и паров бензина при продувке адсорбера в разные моменты времени эксплуатации автомобиля различается по соотношению воздуха и паров. Поэтому топливно-воздушная смесь, поступающая на дожигание в двигатель, может создавать факторы неопределённости при лямбда-регулировании.

Цель исследований - определить ключевые особенности лямбда-регулирования при поступлении нестабильной топливно-воздушной смеси.

Методология и методы. Проведён анализ потоков смеси воздуха и паров топлива, поступающих в двигатель при продувке адсорбера. Определено влияние состава и количества этой смеси на коэффициент избытка воздуха. Определены основные параметры смеси воздуха и паров бензина в паровом пространстве топливного бака.

Результаты и научная новизна. Получено уравнение, связывающее коэффициенты избытка воздуха в потоках топливно-воздушной смеси с относительным расходом потока при продувке адсорбера. Сформированы требования к составу топливно-воздушной смеси, выходящей из адсорбера. Установлены пороговые значения кратковременной коррекции подачи топлива и величина относительного массового расхода паров бензина из бака по отношению к расходу воздуха на продувку для непревышения этих значений.

Практическая значимость. Определены факторы, лимитирующие проходные сечения газовоздушных трактов адсорбера и оптимальные соотношения проходных сечений на примере двухкамерного адсорбера для исключения чрезмерного обогащения топливно-воздушной смеси, поступающей в двигатель при продувке.

1. Системы управления бензиновым двигателем / BOSCH; пер. с нем. - М.: ООО «Книжное изд-во «За рулём», 2005. - 432 с.

2. Gasoline-engine management. Basics and components. - Stuttgart: Robert Bosch GmbH, 2001. - 87 p.

3. Григорьев М.А., Желтяков В.Т., Тер-Мкртичьян Г.Г., Терёхин А.Н. Современные автомобильные двигатели и их перспективы // Автомобильная промышленность. - 1996. - № 6. - С. 10-14.

4. Reif K. Gasoline Engine Management: Systems and Components. - Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden, 2015. - 363 p.

5. Kuronuma H., Masuda S., Kobayashi N., Sato K., Yamasaki K. Study on Diffusion Behavior of Evaporative Fuel Gas from Gasoline Carbon Canister in Consideration of Temperature-Dependence // SAE Technical Paper. -2011. - No. 2011-32-0532. - DOI: 10.4271/2011-32-0532.

6. Сайкин А.М., Тер-Мкртичьян Г.Г., Карпухин К.Е., Переладов А.С., Журавлёв А.В., Якунова Е.А. Экологические проблемы современных транспортных средств, в том числе электромобилей // Вестник машиностроения. - 2017. - № 2. - С. 84-87.

7. Corvino C., Oliva A., Zanasi R. Carbon canister air fuel ratio estimation on high performance engine / 22nd Mediterranean Conference on Control and Automation, 16-19 June 2014. - P. 30-36. DOI: 10.1109/MED.2014.6961322.

8. Тер-Мкртичьян Г.Г., Микерин Н.А., Главизнин В.В., Балашов Д.Ю., Арабян М.Е. Энергетическая модель термодинамической системы «топливный бак автомобиля». Процессы нестационарного теплообмена при постоянной массе топлива // Труды НАМИ. -2020. - № 4 (283). - С. 82-93.

9. Тер-Мкртичьян Г.Г. Анализ процессов парообразования в топливном баке автомобиля. Новое уравнение для определения количества испарений // Труды НАМИ. - 2021. - № 2 (285). - С. 58-70.

10. Reddy S. Understanding and Designing Automotive Evaporative Emission Control Systems // SAE Technical Paper. - 2012. - No. 2012-01-1700. DOI: 10.4271/201201-1700.

11. Mellios G., Samaras Z. An empirical model for estimating evaporative hydrocarbon emissions from canister-equipped vehicles // Fuel. - 2007. - V. 86. -P. 2254-2261.

12. Reddy S. Mathematical Models for Predicting Vehicle Refueling Vapor Generation // SAE Technical Paper. - 2010. - No. 2010-01-1279. https://doi.org/10.4271/2010-01-1279.