
碳罐的工作模式会根据车辆工况的不同分为静态(熄火)和动态(启动)两种,两种模式协同运作以实现燃油蒸气的回收与利用。
1️⃣ 静态(熄火)工况 车辆熄火后,油箱内的燃油因环境温度变化会持续蒸发产生蒸气。这些燃油蒸气会通过专用管道进入碳罐,碳罐内部的活性炭会吸附90%以上的烃类物质,有效避免燃油蒸气直接排入大气造成污染。当油箱内压力过高时,超压气体还会通过碳罐顶部的呼吸口排出,防止油箱因压力过大受损。
2️⃣ 动态(启动)工况 车辆启动后,发动机控制单元(ECU)会根据工况激活碳罐电磁阀。此时,进气歧管产生的真空吸力会使外部空气从碳罐底部进入,气流经过活性炭层时会携带被吸附的燃油分子,形成符合理论空燃比(14.7:1)的可燃混合气,最终进入气缸参与燃烧,实现燃油蒸气的回收利用。
以目前主流的双腔碳罐为例,其构造主要由外壳组件、吸附系统和流体控制模块三部分组成,各部分协同保障碳罐的高效运作。
▌外壳组件 外壳通常采用抗腐蚀的PA66+GF30工程塑料制成,造型多为圆柱体或长方体,常见安装位置在车架侧面或后轮附近,以适应车辆底盘的空间布局并避免外界环境的过度干扰。
▌吸附系统 核心是梯度分布的椰壳活性炭层,其比表面积≥1200㎡/g,搭配黄金分割定位的双腔隔板设计,可使燃油蒸气吸附率超过95%。梯度分布的活性炭层能更高效地吸附不同浓度的燃油蒸气,双腔隔板则进一步优化了蒸气在碳罐内的流动路径,提升吸附效率。
▌流体控制模块 该模块集成了多个关键部件,包括响应时间<200ms的12V PWM电磁阀、多层5μm精度的陶瓷滤网,以及能维持油箱气压在-2kPa~+5kPa范围内的非线性弹簧正负压阀组。电磁阀负责控制碳罐与进气歧管的通路,陶瓷滤网可过滤空气中的杂质,正负压阀组则能平衡油箱内外压力,保障系统稳定运行。