外压式直压法在炭罐泄漏测量中的应用

　　0引言

　　作为燃油蒸气回收再利用的重要机动车污染控制装置之一的炭罐，其主要功能是在发动机不工作时吸附燃油蒸气，减少燃油蒸气的排放;而在发动机工作 时，吸附的燃油蒸气被脱附进人发动机加以利用燃烧。为了确保炭罐的吸脱附性能满足规格要求，有效地控制燃油蒸气的排放，炭罐的密封性必须得到保证。目前我 国相关生产企业一般是通过对炭罐泄漏率的100%在线测量来保证炭罐的密封性，而直压法是泄漏测量的常用方法之一。直压法常用的泄漏测量方式(简称内压 式)就是往炭罐内充气，并通过测量炭罐内的气体压力变化来计算泄漏率。然而炭罐内的活性炭具有吸附气体的特性，这种泄漏测量方式容易引起测量误差。为了避 免活性炭对泄漏测量的影响，本文提出了另一种直压法的泄漏测量方式(简称外压式)。

　　1 测量方法

　　以要求在20 kPa空气压力下泄漏率< 8 mL/min的炭罐C为例，内、外压式的结构分别如图1和图2所示。内压式为往炭罐内充人20 kPa的压缩空气，通过探测20 kPa在测量时间内的压力变化来计算泄漏率;外压式是把炭罐放在一个封容器中，往炭罐内持续充人25 kPa的压缩空气，而密封腔内则充人5 kPa的压缩空气，通过探测5 kPa在测量时间内的压力变化来计算泄漏率。

　　泄漏率公式为:

　　在使用标准漏孔法测量内压式和外压式的被检容积时发现:内压式在炭罐内装有炭粉后的被检容积(包括部分连接气管的容积)为2550 mL未装炭粉的为1810 mL;而外压式装有炭粉和未装炭粉的被检容积(密封腔与炭罐之间的容积加上部分连接气管的容积)均为653 mL。根据泄漏率公式，对于一定的泄漏率，要使被检容积增大，则在单位时间内气体压力的变化量必须减小。由此可见，受炭罐内活性炭的影响，内压式的被检容 积发.生了变化，其测量值明显大于实际值。

　　下文同样以炭罐C为例，通过内、外压式的测量系统偏移和重复性、测量不确定度以及过程判定极限的分析，来对这两种泄漏测量方式进行比较。

　　2偏移和重复性的比较

　　因受到与测量相关各因素(如温度、封堵条件等)的影响，即使无泄漏炭罐，其泄漏率测量值也不一定为零，所以取用一经水检确认无泄漏的炭罐测量25次，并记录泄漏率测量值Xi，对内、外压式两种泄漏测量系统在泄漏率为零时进行偏移和重复性的分析比较。

　　由于泄漏率是按规格上限8.00 mL/min来}}I断合格与不合格，故在测量设备上同时连接一个无泄漏的炭罐和一个标准漏孔(20 kPa空气压力下泄漏率为8.14 mL/min)进行测量25次，并记录泄漏率测量值Yi o Yi包括无泄漏炭罐的泄漏率测量值Xi，和标准漏孔的泄漏率测量值Zi'。由于Xr‘和ZL，无法直接读取，因此以Yi减去Xi所得的值Zi代替Zl'， 并通过Zi来对两种测量系统在泄漏率为8.14 mL/min时进行偏移和重复性的分析比较。