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汽车加油过程中的油气排放是挥发性有机物(VOCs)的重要来源。为了控制加油排放,美国环保署(EPA)规定,1998年后生产的轻型车都必须加装车载油气回收系统(ORVR),它可以回收汽车加油过程中产生的98%的油气。中国汽车排放法规日趋严格,计划限制汽车加油过程产生的油气排放量,因此,对ORVR系统应用的研究显得非常重要。首先,在阅读大量国内外相关文献的基础上,介绍了国内外汽车燃油蒸发排放法规的发展历程,并分析了国内外ORVR系统的研究现状。然后对ORVR系统的加油排放过程进行了数值分析,建立了ORVR系统加油排放的数学模型,利用MATLAB软件对建立的数学模型进行计算,结果表明:随着卷入空气量、油箱温度和泵入燃油雷德蒸汽压(RVP)的增大,汽车加油排放量均明显增大;随着活性炭罐工作能力的增大,汽车加油排放量减小。其次,利用流体仿真软件ANSYS Fluent,结合VOF模型和多孔介质模型,建立了非稳态气液两相流的ORVR数值模型,并对其进行仿真模拟。仿真结果表明:回气管直径d、加油速度v、加油枪口轴线与加油管口轴线的夹角α、加油枪插入加油管的长度L、加油管与油箱底部高度差H为影响加油特性的主要因素;加油管与油箱的夹角β和防浪板的安装为影响加油特性的一般因素。随着回气管直径d的减小,加油更为平顺,且在加油管内更易形成液封;随着加油速度v的增大,燃油波动增大;α为15°时,加油管口燃油扰动最小;随着L的增大,加油管口燃油扰动减小;随着H的增大,加油平顺性减小。根据数值分析和CFD分析结果,对某车型的ORVR系统进行设计,具体对油量限制排气阀、重力阀、单向阀和活性炭罐的工作原理、材料以及重要设计参数的计算进行了阐述。最后,参考国家和企业相关标准进行了加油污染物排放特性试验,分析了加油速度、加油枪插入加油管的长度、加油枪与加油管的夹角对汽车加油特性的影响,试验结果验证了本文设计的ORVR系统满足国家汽车排放标准。