王蘭

為滿足更嚴格的碳氫化合物蒸發(fā)排放法規(guī)，大陸集團引入了全新的解決方案——主動脫附泵。

機動車排放的碳氫化合物和氮氧化物有一半以上直接轉化成PM2.5，這就是為什么在中外大城市里，機動車污染分擔率超過30%以上，成為第一大污染源的原因。而氮氧化物主要由于大排量汽車排放，碳氫化合物則主要是由小排量汽車排放。

日前，環(huán)保部發(fā)布《中國機動車環(huán)境管理年報（2017）》（以下簡稱“年報”）顯示： 2016年，全國機動車排放污染物初步核算為4472.5萬噸，比2015年削減1.3%。其中，汽車是污染物排放總量的主要貢獻者，其排放的一氧化碳和碳氫化合物超過80%，氮氧化物和顆粒物超過90%。分別為：一氧化碳（CO）3419.3萬噸，碳氫化合物（HC）422.0萬噸，氮氧化物（NOx）577.8萬噸，顆粒物（PM）53.4萬噸。

可見，在連續(xù)8年成為世界機動車產銷第一大國的中國，機動車污染已成為其空氣污染的重要來源，是造成細顆粒物、光化學煙霧污染的重要原因，機動車污染防治的緊迫性日益凸顯。

年報還指出，從2011年～2016年，我國汽車四項污染物排放量由3770.6萬噸增加到3939.3萬噸，年均增長0.9%。

據(jù)預測，未來5年我國還將新增機動車1億多輛、工程機械160多萬輛、農業(yè)機械柴油總動力1.5億多千瓦、車用汽柴油1億噸～1.5億噸，由此帶來的大氣環(huán)境壓力巨大。

日前，為響應全球更加嚴格的碳氫化合物蒸發(fā)排放法規(guī)，大陸集團引入了全新的解決方案——主動脫附泵 （APP） 。

兩大難題

預計，主動脫附泵最早在2019年底正式投產。大陸集團動力總成事業(yè)部傳感器及執(zhí)行器業(yè)務單元負責人Klaus Hau表示，“大陸集團已研發(fā)出能夠進一步減少碳氫蒸發(fā)污染物的電氣化解決方案。主動脫附泵首次實現(xiàn)了碳罐的獨立脫附，無需再依賴于發(fā)動機的運轉和真空。借助主動脫附泵，汽車制造商將能夠更好地滿足即將頒布的各種碳氫化合物排放法規(guī)?！?/p>

誠然，日益嚴格的汽車排放法規(guī)，其實質是為了抑制汽車從廢氣中排出的CO（一氧化碳）、HC+NOx（碳氫化合物和氮氧化物）、PM（微粒，碳煙）等有害氣體的產生。而汽油不僅高度易燃，而且十分容易揮發(fā)。吸入含苯的煙霧會對人體健康造成危害，碳氫化合物與汽車尾氣在陽光的作用下，會導致光化學煙霧，成為大城市的一大隱患。

為減輕汽油燃料的不良影響，現(xiàn)代汽油車普遍配備了用于降低碳氫化合物排放的蒸發(fā)物處理系統(tǒng)。燃油箱中的所有煙霧均會被吸入活性碳罐，而這些積存有碳氫化合物的活性碳罐需要經常沖洗或脫附。含碳氫化合物的空氣通過進氣歧管流入燃燒室被發(fā)動機燃燒掉，所以這一系統(tǒng)大大減少了碳氫蒸發(fā)排放。

但是，目前該處理系統(tǒng)面臨著兩大難題。首先，在未來四到五年內，全球范圍內的碳氫化合物排放法規(guī)將日趨嚴格。其次，碳罐脫附目前使用的是發(fā)動機部分負荷工作，工作期間需要“節(jié)流”汽油發(fā)動機在進氣歧管中產生真空。在燃油效率較高的汽油車中，由于節(jié)流效率低下和盡可能避免節(jié)流，產生的真空很少，甚至根本沒有真空可利用。在汽油輕混汽車中，發(fā)動機的運轉時間再次被縮短，可能都達不到駕駛時間的20%，因而更加沒有真空可供利用。

按需使用

“概括來說，現(xiàn)代汽油車的效率一定程度上取決于發(fā)動機能否盡可能地在最高效的運行工況下工作，混動汽車的發(fā)動機甚至基本不工作。由于節(jié)流損失會導致發(fā)動機的熱力學效率降低，因此應避免節(jié)流。無論是為解決環(huán)境問題，還是出于經濟角度的考慮，降低燃油消耗是必然趨勢，節(jié)流已經越來越不受歡迎。”大陸集團尾氣及排放執(zhí)行器單元產品經理Stefan Grüneis進一步解釋說，“隨著對發(fā)動機效率的要求越來越高，汽油車中發(fā)動機產生的真空越來越少，往往達不到碳罐脫附的邊界條件，因此，脫附變得越發(fā)困難?！?/p>

“主動脫附泵的運作不依賴于真空，相反，它會主動從碳罐中吸取含碳氫化合物的空氣。用于完成這一動作的徑向泵結構簡潔緊湊、重量較輕，由高效無刷直流電機驅動。” Stefan Grüneis指出，“主動脫附泵的最大優(yōu)點是我們可以按需使用，在必要的時候將其激活。這一特性使主動脫附泵成為了更經常在高負載下運轉的渦輪增壓發(fā)動機、節(jié)流設計、啟停系統(tǒng)及發(fā)動機長時間關閉的混合動力系統(tǒng)的完美搭配?！?/p>

據(jù)了解，大陸集團的主動清洗碳罐是新解決方案的核心功能，當結合其他軟件模塊和附加硬件（如碳罐電磁閥、油箱鎖閉閥）后，該解決方案將實現(xiàn)包括高效檢測泄漏問題、測量脫附氣流中的碳氫化合物含量在內的更多功能。

Stefan Grüneis分析，這些附加功能使得泵成為了主動脫附系統(tǒng)的核心。如要調節(jié)部分負載或空轉期間的燃油噴射量，就必須測定脫附氣流中的碳氫化合物濃度。同時，燃油箱泄漏檢測是一個獨立系統(tǒng)，必須單獨設計。相較之下，在現(xiàn)有的主動脫附泵基礎上構建主動脫附系統(tǒng)要更有效率。

“為滿足系統(tǒng)集成化程度越來越高的大趨勢，主動脫附泵和主動脫附沖洗系統(tǒng)的必備功能性內容可靈活地與硬件和軟件組件進行搭配組合?！?Stefan Grüneis強調說。

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科技公司大陸集團成立于1871年，為車輛、機械設備、交通及運輸領域提供安全、高效、智能且經濟適用的解決方案。2016年大陸集團銷售額達到 405 億歐元。目前集團在全球員工數(shù)量超過 23萬名，遍及 56 個國家和地區(qū)。

自從1994年正式開始在中國市場運營以來，大陸集團服務于各個汽車細分市場上主要汽車生產商。與此同時，他們也開發(fā)和生產材料、功能部件、零部件和系統(tǒng)，廣泛應用于軌道交通、機械、工程、礦業(yè)及其他重要工業(yè)行業(yè)。

目前，大陸集團在中國共設有27 處生產基地、17個研發(fā)中心，員工總數(shù)超過2.5萬名，大陸集團五大事業(yè)部為中國市場提供定制化的解決方案。

動力總成事業(yè)部研發(fā)生產用于汽車動力總成系統(tǒng)的創(chuàng)新和高效的系統(tǒng)解決方案，幫助降低汽車油耗。其廣泛產品涵蓋汽油和柴油噴射系統(tǒng)、發(fā)動機管理和變速箱控制等領域，包括傳感器和執(zhí)行器、廢氣后處理技術、供油系統(tǒng)和部件，以及用于混合動力及電動驅動的部件與系統(tǒng)。動力總成事業(yè)部在全球員工超過3.75萬名，2016年實現(xiàn)創(chuàng)紀錄銷售收入約73億歐元。endprint