Microsoft PowerPoint - 01) EVAP-Tech-일반 증발가스 [호환 모드]

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혜숙 소
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1 Evaporative Emissions Technologies 1) 일반증발가스관련기술 2) ORVR 및연료탱크관련기술 3) 캐니스터관련기술 다운로드하신자료는여러사정으로인하여모든페이지를모두보실수없습니다. 파일전체의내용이필요하시면미래엔진 로연락해주시면성심껏협조해드리겠습니다.

2 목차 Future-Engine.com,

3 THC 와스모그 THC 와 NOx 혼합대기에태양광이비치면광화학스모그가생성된다. Peus-Systems Korea, , 3

4 자동차의 THC Emissions 자동차에서발생되는 THC의 20% Evaporative Vehicle Emission Standards Model Years Standard (hot soak + diurnal) Test Procedure grams/test Carbon Trap grams/test SHED grams/test SHED 1995 and beyond 2 grams/test Enhanced Evap. Test 2004 and beyond 0.5 grams/test Enhanced Evap. Test Peus-Systems Korea, , jaeeun.ha@peus.co.kr 4

5 강화증발가스시험순서 저온주차부탄 / 질소로딩 고저온배출가스시험 HSL 저온주차 2 DBL 연료배출및주유저온주차차량예비운전연료배출및주유 68-86,12-36hr 주차퍼지불필요, 2 gbt 50:50, 40±2Bu/Hr 캐니스터제거금지동일 통상의배출가스시험 9 RVP 6 시간 ) 동일 1 UDDS (68-86 ) Twin Roll 가능동일 1 시간이내 40%, 7/9 RVP ( 배출가스시험연료 ) 1 분이내캡잠금 CARB EPA 40%, 7/9 RVP CARB ( 배출가스시험연료 ) 1 분이내캡잠금 EPA 9 RVP 6 시간 ) 동일 1 UDDS (68-86 ) Twin Roll 가능동일 1 시간이내 40%, 7/9 RVP ( 배출가스시험연료 ) 1 분이내캡잠금 저온주차부탄 / 질소로딩 고저온배출가스시험 연료탱크온도의안정화 RLT HSL 저온주차 3 DBL (mini-)shed 이용시험항목 68-86,12-36hr 86 주차 연료온 : ±3 증기온 :±5 RLT 챔버이용 -RLT 후 5 분내 퍼지 (0.6 cfm),300bv ( 마지막 120 초 :±3 ) - 진 Off2 분내 로딩 WCx1.5, 50:50 통상의 105± 3 대기온 :105±5 60 ±.5 분 15±2Bu/Hr, 12 시간 배출가스시험 6 시간이상 증기압 : 최초 30 초 -0 최초 5 분 :105±10 이상, 캐니스터제거 나머지 <10 Aq 나머지 : ±5 금지 UDDS-120Idle-2NYCC-120 압력 : 1.75 Aq VOID Idle-1UDDS-120Idle 2.00 Aq ABORT 1-4 시간이하제외분상동이하제외상동 95±3 Vapor 온도요건없음동일 9 RVP 최초 5 분 :95±10 대기온 : 95±5 증기압 : <10 Aq 나머지 : ± 시간최종 6 시간은 65± 시간최종 6 시간은 72±3 3 일연속 순간온도편차 : ±3 평균온도편차 : ±2 차압 : ±2 Aq Max. 블로어팬 : 0.8±0.2CFM/ft3 3 일연속 이외에는동일함 CARB EPA 9

6 증발가스의발생및제어계통 연료탱크에서발생된증발가스는캐니스터에저장되었다가엔진이 Feed Back 제어모드로제어되는동안엔진의흡기계통을거쳐연소실로유도되어연소된다. 이와같은퍼지과정이정상적으로 Feed Back 과정에서처리되지못하면다음과같은문제들을일으킬수있다 : Rich Drive-ability ii Problems Two Speed Idle Failure Enhanced I/M Evap Test 혹은 Purge Test. 시스템의구성 : 1) Fuel Tank 2) Fuel Tank Cap (+Vacuum Check Valve) 3) Charcoal Canister (+ Vacuum&Pressure Check Valve) 4) Ported Vacuum Purge Port ( 보통스로틀밸브에설치됨 ) 다음장에서설명하는기계식 (+TVV) 증발가스제어방식임. 10

7 증발가스의퍼지시스템도 ECU + VSV 방식 증발가스퍼지방식 : 1) ECU (ECM) + VSV (Vacuum Switching Valve) 방식 : 듀티사이클에의해제어되는흡기부압제어밸브를이용하는방식 2) 기계식 : Ported Vacuum Purge Port + TVV (Thermo Vacuum Valve), 기계적으로발생된증발가스가캐니스터에퍼지되고다시기계적으로포집된증발가스가엔진연소실로유도되는방식. 다만, 엔진이차가운동안은증발가스가엔진으로들어가지않도록 TVV 를중간에둔다. 11

8 증발가스제어장치의설계 증발가스제어장치및시스템은다음과같은환경을고려하여설계한다 : 1) 연료탱크내부의압력은연료의증발로인해펌프에캐비테이션 (Cavitation) 이발생되지않도록약간정압이걸리도록설계한다. 2) 1) 항의연료탱크정압은공급된연료중사용되지않고연료탱크로되돌아온연료에의해형성되며그압력은캐니스터의체크밸브와연료캡의체크밸브에의해서유지된다. 3) 연료가활발하게소모되는동안에는연료탱크안에부압이형성되어연료계가내부로찌브러들수있는데이를방지하기위해서 2) 항의캐니스터체크밸브나연료탱크캡의체크밸브를통해외부공기가연료탱크안으로들어가게한다. 연료탱크내부의정압과부압의한도압력은이방식으로제어한다. 4) ECU 의제어기능을이용하지않는증발가스퍼지방식에서는냉각수의온도가대략 129 degf 이상인때스로틀밸브가열릴때마다캐니스터로부터퍼지되도록한다. 5) 95 MY 이후에는대부분 ECU 제어방식으로캐니스터의퍼지를제어하며 TVV 대신 ECU 에의해서제어되는 VSV 를사용한다. 6) VSV 는통상닫혀있으며 (Normally Closed), Duty Control 방식으로퍼지량을제어한다. 7) 아이들운전중에도퍼지에의한 Enrichment 를제어할수있는범위내에서약간씩퍼지되도록할수있다. 8) 퍼지유량은다음변수들을이용하여제어한다 : 엔진회전속도, 흡기유량, 냉각수온도, O2 센서신호 12

9 증발가스퍼지시스템의모니터링 1) 캐니스터가퍼지되는동안 O2 센서신호와분사펄스의폭을모니터해보면배기를통해배출되는여분의산소량이얼마나줄어드는지, 그에따라서분사펄스폭이얼마나줄어드는지감지할수있다. 2) 이감지결과에따라서 ECU 는퍼지계통이정상인지판단할수있으며사전에프로그램해넣은값의범위를벗어나면 OBD 기능에의해운전자에게이상이있음을알린다. 3) 2) 항의퍼지유량의모니터링기능은 OBD-II 규제항목이다. 13

10 증발가스제어동작이 Emission 및주행성에미치는영향 1) 퍼지때문에 2-Speed 아이들테스트및 Off-아이들테스트에서불합격하는일은흔치않다. 2) 증발가스가지나치게발생되어캐니스터가수리하여재사용할수없을정도로플러딩되는일도있을수있다. 3) 퍼지유량은다음조건들이적합하도록 ECU의제어로직이나기계식퍼지유량및타이밍을조절해야한다 : 배출가스시험의 Train 동안완전퍼지될것. 퍼지로인해주행성 ( 가속및정속안정성등 ) 이영향을받지않을것. 4) I/M 시험이나배출가스인증시험, 주행성평가등은다음조건에서시험혹은평가하지않아야한다 : 장시간의고온주차후혹은장시간폭염노출후 장시간의아이들방치후 장시간의고온주행후 5) 일반적으로고속도로주행조건 (80 ~ 100 km/hr) 으로 5 분정도주행하면캐니스터의퍼지는정상상태로돌아온다고볼수있다. 6) 위와같은퍼지주행후에도아이들배출가스중의 CO 농도가비정상적으로높으면캐니스터가회복불가능한정도로포화로딩되어있는것이다. 이처럼캐니스터가 CO 과다배출이나농후공연비주행성문제등의원인으로의심되는때는다음과같이점검해본다 : EVAP 계통을엔진흡기로부터분리 ( 퍼지포트호스를스로틀바디포트에서제거 ) 한다. 위조건으로차량을다시시험한다. 7) 6) 에서퍼지고장이의심되면캐니스터, 필터, 체크밸브, TVV 혹은 VSV 및기타부압호스회로를점검한다. 14

11 증발가스관련시험의종류 시험의명칭 Source Remarks 1. 규제에의한증발가스시험 1) 1-hr DBL + 1 Hr Normal HSL 한국 / 유럽 2. 규제에의한기타증발가스인증시험 2) 1-, 2-, 3-Day DBL with VV-VT SHED 유럽 / 일본 / 미국 3) Running Loss Test (US Enhanced) 미국 1) Evaporative DF (Vehicle Driving) 일반 2) Evaporative DF (Components Bench Aging) 미국 ( 캘리포니아 ) 3) ZEVAP Demonstration Test 상동 4) Evaporative OBD Demonstration ti 미국 3. 캐니스터퍼지 / 로드시험 1) Canister aging with Purge Load Test 미국 2) Canister Working Capacity Determination (Butane) 3) Gasoline Working Capacity Determination 미국, ASTM 연료탱크관련시험뒷장참조뒷장참조 5. 연료계부품시험 1) Fuel Permeability Test 15

12 EVAP 시스템체크방법 증발가스시스템이퍼지유량시험을불합격하거나 240 초동안의퍼지유량이 25 리터에크게못미치면다음과같이증발가스시스템점검과정을진행해야한다. 1. 먼저, 연료탱크와연료캡, 캐니스터, 라인, 연결부위등을육안점검하여손상, 크랙, 연료누설, 혹은열화현상이없는지확인하고필요하면수리혹은교환한다. 2. 다음방법으로캐니스터의필터막힘, 체크밸브걸림등을확인한다. 낮은압력의압축공기 (0.68 psi) 을캐니스터의연료탱크증발가스포트에걸어준다음캐니스터의다른모든포트로공기가새어나오는지확인한다. 캐니스터포트로부터공기가나오는지는확인하기쉽지않다. 다음에는캐니스터의퍼지포트에저압의공기를불어넣으면서캐니스터의다른포트로는공기가새어나오지않는지확인한다. 나오지않아야한다. 지금까지의확인과정에서이상이있으면캐니스터를교환한다. 손가락으로포트 B 부분을막고탱크증발가스포트 A 부분에 43 psi (3 기압 ) 의공기를불어넣어필터를청소한다. 이때, 탄소알갱이가튀어나오면캐니스터를교환한다. 22

13 EVAP 시스템체크방법 - TVV TVV 의점검방법은다음과같다. TVV 호스를빼고수동식진동펌프를 TVV 밸브의엔진흡기로연결되는쪽의포트에연결한다. 엔진의냉각수온도가낮을때 (95 degf 미만 ) 진공펌프를동작시키면서캐니스터로부터오는포트를통해서공기가빨려들어가는지확인한다 ( 빨려들어가지않아야한다 ) 일부 TVV 에서는저온에서도약간의공기가빨려들어가는경우도있으므로주의할것. 엔진의냉각수온도가 129 degf 이상으로올라가도록한다음다시진공펌프를동작시키면서같은테스트를반복한다. 위테스트가운데하나라도통과하지못하는 TVV 는교환해야한다. 지금까지의증발가스시스템전체에대한점검이완료되고필요한수정이나수리가완료되면 IM240에의한퍼지시험혹은그재현시험을실시하여정상적인퍼지동작여부를확인해야한다. 또한지금까지설명한점검및수리방법이모든차량이나시스템에동일하게적용되는것은아니므로해당차량의정비지침서혹은매뉴얼을참조할것. 23

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- 1 - - 1 - - 2 - - 3 - - 4 - - 5 - - 6 - - 7 - - 8 - - 9 - - 10 - - 11 - - 12 - - 13 - - 14 - - 15 - - 16 - - 17 - 단 계 시간 ( 초 ) 거 리 비고 저온시동시험초기단계저온시동시험안정단계 505 865 9-11분 5.78km (3.59 mile) 6.29km (3.91 mile)