摘要：为了研究PCV（曲轴箱积极通风控制系统）及碳罐在进气歧管稳压腔的连接位置，采用STAR—CCM+（新一代CFD求解器）对某三缸机进气歧管进行了瞬态CFD（流体力学）计算，计算结果表明，PCV气体含燃油量少，对空燃比不均匀度影响小;碳罐接口不能正对某个支管而须尽量靠近节气门;可根据PCV及碳罐气体的空燃比不均匀度优化PCV及碳罐连接稳压腔的位置。

关键词：碳罐PCVSTAR—CCM+

发动机进气歧管作为进气系统重要部件对发动机进气效率及各缸均匀性有很大影响，进而影响整机动力性、经济性以及排放。因PCV及碳罐气体混入进气歧管中，考虑PCV及碳罐接口的进气歧管会对进气歧管出口流量产生影响，进而影响进气效率及进气各缸分配均匀性。按传统模式，改变PCV及碳罐连接稳压腔的位置，只能在数模更改后制作样件测试，进行对比试验。这样会导致研发周期长、研发成本增加。随着计算机技术不断发展，计算流体力学（Computational Fluid Dynamic）——CFD技术已经在进气歧管研发中发挥了不可或缺的作用。采用STAR—CCM+对某型发动机PCV及碳罐连接进气歧管稳压腔的位置进行了瞬态CFD分析，重点分析了其内部流动及空燃比情况，并对模型进行了优化计算。

分析汽车碳罐产生的原因

1、车辆行驶异响非怠速运转的发动机工作时，时不时可以听到“哒哒”的响声。遇到着这种状况不要惊慌，要做的第一件事情是找到车上的碳罐电磁阀，判断“哒哒”的响声是不是它发出的，如果是那就不必理会了。因为，碳罐电磁阀在油门打开时会产生断续的开关动作，从而发出声音，而这属于正常现象。

2、踩油门唑车，车内油味较大如果遇到踩油门加速时唑车，且车内的汽油味比较大的故障，此时要格外注意碳罐系统中的管路是否破损。汽油蒸汽会沿着破损处直接排入大气中，造成车内汽油味大。而如果这时管路漏油，造成进入发动机进气道的是空气而不是燃油蒸汽，势必会造成发动机混合气过稀，从而导致不定时的唑车现象。

3、发动机怠速忽高忽低且加速无力如果发动机启动后，怠速时转速有规律地忽高忽低且汽车加速无力，则要注意是否是由于碳罐的空气入口及过滤网阻塞引起的。因为，此时外界空气不易进入碳罐，罐内缺少新鲜空气，怠速时，在进气真空吸力的作用下，吸附在活性碳罐内的汽油蒸气被吸入进气歧管，使氧传感器检测到混合气过浓，于是发动机控制单元减少喷油器量，此时可燃混合气的浓度随之减小，导致怠速变低;而随后，由于喷油量减小，氧传感器在下一循环又检测到混合气过稀，于是电脑又增加喷油量，导致怠速接着升高，因此便出现了怠速时转速有规律地忽高忽低现象。所以，出现此种情况时，车主要及时检查碳罐的进气入口是否畅通。

4、发动机熄火或不易启动此时，则要注意检查可能导致问题出现的碳罐电磁阀。如果电磁阀一直处于关闭状态，那么碳罐内的汽油蒸汽会越聚越多，最终充满整个碳罐，其余的汽油蒸汽只能逸入大气中了，污染环境浪费燃油。反之，如果电磁阀一直处于开的转态，发动机的进气道的混合气就一直在处在加浓状态，而同时发动机的控制单元由于此时还没有控制碳罐电磁阀工作，也就不会发出降低喷油量的指令，这样便会造成热车时混合气过浓引起发动机熄火，以及热车熄火以后不易启动的现象。

为了研究PCV及碳罐在进气歧管稳压腔的连接位置，采用STAR—CCM+对某三缸机进气歧管进行了瞬态CFD计算，计算结果表明，PCV气体含燃油量少，对空燃比不均匀度影响小;碳罐接口不能正对某个支管而须尽量靠近节气门;可根据PCV及碳罐气体的空燃比不均匀度优化PCV及碳罐连接稳压腔的位置。

发动机进气歧管作为进气系统重要部件对发动机进气效率及各缸均匀性有很大影响，进而影响整机动力性、经济性以及排放。因PCV及碳罐气体混入进气歧管中，考虑PCV及碳罐接口的进气歧管会对进气歧管出口流量产生影响，进而影响进气效率及进气各缸分配均匀性。按传统模式，改变PCV及碳罐连接稳压腔的位置，只能在数模更改后制作样件测试，进行对比试验。这样会导致研发周期长、研发成本增加。随着计算机技术不断发展，计算流体力学（Computational Fluid Dynamie）—CFD技术已经在进气歧管研发中发挥了不可或缺的作用。采用STAR—CCM+对某型发动机PCV及碳罐连接进气歧管稳压腔的位置进行了瞬态CFD分析，重点分析了其内部流动及空燃比情况，并对模型进行了优化计算。理论模型流体流动主要受质量守恒、动量守恒、能量守恒守恒定律控制，如果流动中存在组元混合或相互作用，流动还要遵守组分守恒定律，如果是湍流状态，系统须遵守湍流输送。

汽油易挥发燃料油箱内，燃油会快挥发增加油箱内部压力，当压力到达定值时，就会产生定危险。所以人们就想法子平衡压力，起初将油箱盖做成限压阀，当压力过某值时，限压阀就打开，把汽油蒸汽派到气中，后来人们出于节约燃料保护环境角度出发，设置碳罐。碳罐内部由吸附性强活性炭填充油箱中余燃油蒸汽，再排到气中，而有根管子引入活性碳罐。活性碳吸附燃油蒸汽，当汽车开动时候活性碳罐电磁阀适时打开，将吸收燃油蒸汽重新倒入进气歧管，以达到节约燃油环保目原理及作用。

结论

通过STAR—CCM+对某三缸机进气歧管PCV、碳罐管道连接稳压腔位置进行CFD瞬态计算，并以优化碳罐连接位置为例，对模型进行了优化、计算。重点关注不同连接位置时，PCV、碳罐气体在歧管内的分布、不均匀度以及空燃比不均匀度。结论如下：

（1）、基于瞬态CFD的进气歧管分析，可对进气歧管PCV/碳罐气体分配进行模拟，可计算气体不均匀度以及空燃比不均匀度;

（2）、PCV气体含燃油量少，对空燃比影响小，即使PCV气体不均匀度大于10%，其空燃比不均匀度也可小于3%;

（3）、碳罐管接口不要正对某一根支管，视情况尽量靠近节气门侧;

（4）、有必要结合试验，对多个工况进行分析，以进行更深入、细致的分析。

参考文献

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[3]王福军计算流体动力学分析[M]北京：清华大学出版社，2004.3