EVAP là gì? Các thành phần và nguyên lý hoạt động của EVAP

Trong ngành công nghiệp ô tô, hệ thống EVAP (Evaporative Emission Control System) đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát hơi xăng, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Vậy EVAP  bao gồm những bộ phận nào và hoạt động ra sao? Hãy cùng tôi tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

EVAP là gì?

Trong lĩnh vực ô tô, EVAP là viết tắt của Evaporative Emission Control system, hay còn gọi là hệ thống kiểm soát khí thải bay hơi.

Đây là một hệ thống trên ô tô được thiết kế để ngăn chặn hơi xăng (fuel vapors) thoát ra ngoài môi trường. Thay vào đó, hơi xăng được thu giữ, lưu trữ tạm thời và sau đó được đưa trở lại động cơ để đốt cháy, giúp giảm thiểu ô nhiễm không khí.

Thành phần của hệ thống EVAP

Bình chứa nhiên liệu

Không chỉ đơn thuần là nơi chứa xăng, bình xăng trong hệ thống EVAP phải được thiết kế kín để ngăn chặn hơi xăng thoát ra. Vật liệu và hình dạng của bình cũng được tính toán để giảm thiểu sự bay hơi nhiên liệu. Các bình xăng hiện đại thường có các vách ngăn bên trong để hạn chế sự chuyển động của xăng khi xe di chuyển, đồng thời giảm diện tích bề mặt tiếp xúc với không khí.

Bơm xăng

Bơm xăng có nhiệm vụ đưa nhiên liệu từ bình chứa đến động cơ. Hoạt động của bơm tạo ra áp suất trong hệ thống nhiên liệu và cả trong bình chứa. Áp suất trong bình cần được kiểm soát để đảm bảo an toàn và hiệu quả hoạt động của hệ thống EVAP.

Nếu bạn cần tư vấn hoặc tìm mua các phụ tùng xe sang chính hãng, OEM chất lượng cao hãy liên hệ ngay Phụ Tùng Đức Anh qua Hotline/Zalo: 0979722210 để được hỗ trợ nhanh chóng.

Cổ nạp nhiên liệu

Đây là ống dẫn để bạn đổ xăng vào bình. Thiết kế của cổ nạp và đặc biệt là sự kín khít của nắp đậy bình nhiên liệu là rất quan trọng để duy trì hệ thống EVAP kín hoàn toàn.

Nắp đậy bình nhiên liệu

Nắp bình xăng đóng vai trò quan trọng trong hệ thống EVAP, giúp duy trì áp suất ổn định bên trong bình nhiên liệu. Nếu không được lắp đặt hoặc thiết kế đúng tiêu chuẩn, hệ thống giám sát lỗi OBD II có thể kích hoạt cảnh báo cho người lái.

Trên hầu hết các phương tiện sử dụng hệ thống OBD II, nắp bình xăng được thiết kế để cho phép không khí sạch đi vào, giúp cân bằng áp suất giữa bên trong bình và môi trường bên ngoài. Đồng thời, nắp xăng còn có nhiệm vụ hạn chế sự bay hơi của nhiên liệu, ngăn hơi xăng thoát ra ngoài gây ảnh hưởng đến môi trường.

Module kiểm soát hệ thống truyền lực (PCM)

Bộ điều khiển hệ thống truyền lực (PCM) đảm nhận vai trò giám sát và kiểm tra độ kín của hệ thống EVAP, đồng thời đo lường lượng hơi nhiên liệu được tái sử dụng trong động cơ.

Khi thực hiện kiểm tra tính toàn vẹn của hệ thống EVAP, PCM sẽ chạy quy trình chẩn đoán để phát hiện rò rỉ nhiên liệu. Nếu phát hiện lỗi, hệ thống sẽ kích hoạt mã DTC và làm sáng đèn báo kiểm tra động cơ.

Trong quá trình đo lường lượng hơi xăng được giữ lại trong hộp EVAP, PCM cần xác định một số điều kiện hoạt động của động cơ như mức nhiên liệu, thời gian giữa các chu kỳ hoạt động chính và nhiệt độ môi trường. Khi nhiệt độ của hộp EVAP tăng lên, PCM sẽ điều khiển van xả để hơi xăng được hút vào đường ống nạp và đốt cháy trong buồng đốt.

Cảm biến áp suất nhiên liệu

Cảm biến áp suất nhiên liệu là một bộ phận quan trọng trong hệ thống bơm nhiên liệu, thường được lắp đặt bên trong hoặc ngay trên thùng nhiên liệu. Nhiệm vụ chính của cảm biến này là đo áp suất bên trong bình xăng và giám sát hoạt động tổng thể của hệ thống EVAP.

Khi cảm biến phát hiện áp suất bất thường hoặc có dấu hiệu rò rỉ nhiên liệu, PCM sẽ ghi nhận lỗi bằng mã DTC và đèn báo Check Engine trên bảng điều khiển sẽ sáng để cảnh báo người lái xe về sự cố.

Đường ống dẫn nhiên liệu

Hệ thống đường ống nhiên liệu có chức năng kết nối tất cả các bộ phận trong hệ thống cấp nhiên liệu. Các ống này thường được làm bằng thép mạ kẽm hoặc nhựa cứng để đảm bảo độ bền và chịu áp lực tốt. Chúng được cố định chặt chẽ trên khung xe, đồng thời được bố trí cách xa bộ phận sinh nhiệt như ống xả hoặc bộ giảm thanh để đảm bảo an toàn.

Khi cần thay thế đường ống dẫn nhiên liệu, người thực hiện cần sử dụng vật liệu và các đầu nối phù hợp để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định. Nếu đường ống bị rò rỉ, có thể gây ảnh hưởng đến hiệu suất động cơ và tăng nguy cơ mất an toàn khi vận hành.

Hộp EVAP

Hộp EVAP có cấu trúc dạng hình hộp chữ nhật, làm bằng nhựa và bên trong chứa than hoạt tính. Bộ phận này có nhiệm vụ hấp thụ và lưu trữ hơi nhiên liệu bay hơi từ bình xăng, sau đó giải phóng vào động cơ để đốt cháy khi cần thiết.

Khi động cơ hoạt động, PCM sẽ điều khiển mở van thanh lọc, cho phép chân không từ ống nạp hút hơi xăng từ hộp EVAP vào động cơ. Nhờ vậy, hơi xăng được tận dụng thay vì bị thải ra môi trường, giúp giảm lượng khí thải độc hại.

Van thanh lọc (Solenoid)

Van thanh lọc, hay còn gọi là van Solenoid, là một loại van điện từ giúp kiểm soát quá trình hút hơi nhiên liệu từ hộp EVAP vào động cơ.

PCM điều khiển van này để thực hiện quá trình thanh lọc trong điều kiện lái xe bình thường. Đồng thời, nó cũng có thể kiểm tra khả năng giữ và xả chân không của van trong quá trình giám sát hệ thống EVAP.

Trong một số trường hợp, van thanh lọc có thể bị tắc do các hạt than hoạt tính hoặc mảnh vụn nhỏ từ hộp EVAP bị hút vào, làm ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của hệ thống. Vì vậy, việc kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ là cần thiết để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống EVAP

Trong lĩnh vực kiến thức ô tô, ệ thống EVAP thu giữ hơi nhiên liệu và các khí thải khác phát sinh từ bình xăng. Khi xăng bốc hơi, lượng hơi này sẽ được chuyển đến bình chứa than hoạt tính, nơi nó được giữ lại cho đến khi động cơ sẵn sàng đốt cháy hỗn hợp khí và nhiên liệu một cách hiệu quả. Đồng thời, van EVAP tạo điều kiện cho hơi nhiên liệu được hút vào động cơ, không khí sạch cũng được đưa vào hệ thống thông qua các lỗ thông hơi.

Trong trường hợp bình xăng kín hoàn toàn, bơm nhiên liệu có thể tạo ra áp suất âm bên trong, gây nguy cơ làm móp bình. Vì lý do này, các hệ thống EVAP đời cũ thường sử dụng van nạp lò xo tích hợp trong nắp bình xăng để thông hơi, trong khi các phương tiện hiện đại hơn thường có một van thông hơi riêng nằm trong hộp EVAP.

Top 6 hệ thống EVAP phổ biến hiện nay

Hệ thống EVAP điều khiển cơ học

Hệ thống kiểm soát hơi xăng EVAP bao gồm nhiều bộ phận phối hợp hoạt động để thu hồi hơi nhiên liệu, bao gồm: bình xăng, nắp bình xăng, bộ lọc than hoạt tính, van kiểm tra chân không, van kiểm tra áp suất, van nhiệt (BVSV – TVV) và ống dẫn hơi xăng.

Hệ thống EVAP có nhiệm vụ kiểm soát và ngăn ngừa sự hình thành áp suất quá cao hoặc chân không trong bình nhiên liệu. Khi nhiệt độ nước làm mát của động cơ đạt trên 50°C, van tiết lưu mở ra, cho phép hơi nhiên liệu từ bộ lọc than hoạt tính đi qua van kiểm tra áp suất và van nhiệt để đến ống nạp của động cơ. 

Đồng thời, không khí bên ngoài đi vào bộ lọc để duy trì áp suất ổn định trong bình xăng. Nếu nhiệt độ nước làm mát giảm xuống dưới 35°C, van nhiệt và van áp suất sẽ tự động đóng lại để ngăn hơi nhiên liệu thoát ra ngoài.

Hệ thống EVAP điện tử không giám sát

Hệ thống EVAP bao gồm: bình xăng, nắp bình xăng, bộ lọc than hoạt tính, van kiểm tra chân không, van kiểm tra áp suất, van điện (VSV) và ống xả hơi xăng.

Để nâng cao hiệu quả kiểm soát hơi nhiên liệu, hệ thống EVAP hiện đại đã thay thế van nhiệt bằng van điện (VSV). Khi nước làm mát động cơ đạt trên 54°C và xe đang ở chế độ không tải, hơi nhiên liệu được dẫn qua van nạp. Bộ điều khiển động cơ (ECM) sẽ điều chỉnh độ mở của van VSV nhằm kiểm soát chính xác lưu lượng hơi xăng vào động cơ.

Hệ thống EVAP điện tử có chức năng giám sát

Hệ thống EVAP gồm: bình xăng, bộ lọc than hoạt tính, van lọc (EVAP), van kiểm tra áp suất, van điện, cảm biến áp suất và ống xả hơi xăng.

Khi nhiệt độ nước làm mát trên 74°C và động cơ ở chế độ không tải, ECM mở van lọc, dẫn hơi xăng từ bộ lọc vào ống nạp, đồng thời hút không khí từ ngoài vào để duy trì áp suất. Khi nhiệt độ giảm xuống dưới 74°C, van lọc đóng lại.

Trong quá trình nạp nhiên liệu, van trong bình mở để đưa hơi xăng vào bộ lọc trước khi thải ra ngoài. ECM giám sát áp suất trong bình xăng, xác định tình trạng kẹt van lọc nếu áp suất không thay đổi như mong đợi.

Hệ thống EVAP điện tử tích hợp ORVR

Hệ thống này bao gồm bình xăng, bộ lọc than hoạt tính, van lọc (EVAP), van điện, van kiểm tra áp suất, van khóa khí, cảm biến áp suất, van nạp, van điều khiển áp suất, ống xả và nạp hơi xăng.

Khi áp suất trong bình xăng cao, hơi nhiên liệu đi vào bộ lọc than hoạt tính, còn khi áp suất thấp, không khí bên ngoài sẽ đi vào để cân bằng. Khi động cơ hoạt động (nhiệt độ nước làm mát ≥74°C, không tải), ECM mở van nạp, đưa hơi xăng vào ống nạp để đốt cháy. 

Trong quá trình tiếp nhiên liệu, van nạp mở để hơi xăng được lọc trước khi thải ra ngoài. Hệ thống còn có chức năng kiểm tra rò rỉ bằng cách giám sát áp suất nhiên liệu khi động cơ nguội.

Hệ thống EVAP điện tử cải tiến

Vào giữa những năm 2000, hệ thống EVAP được áp dụng thực tế với thiết kế đơn giản và hiệu quả hơn. Hệ thống gồm: van điện lọc (EVAP), van chặn khí (CCV), cảm biến áp suất nhiên liệu, bộ lọc than hoạt tính và van đầy.

Một số cải tiến gồm loại bỏ van áp suất và van xả, bổ sung bộ lọc khí, tăng đường kính ống dẫn và nâng công suất hoạt động. Khi động cơ chạy (nhiệt độ nước làm mát >80°C), không khí đi qua bộ lọc đến ống nạp, van lọc và van điều khiển khí. 

Trong quá trình tiếp nhiên liệu, hơi xăng được lọc trước khi thải ra ngoài. ECM giám sát rò rỉ bằng cách điều khiển áp suất qua các van điện. Tuy nhiên, hệ thống vẫn phụ thuộc vào động cơ, dễ gây giảm áp suất và rò rỉ sau thời gian dài, đòi hỏi cải tiến tiếp theo.

Hệ thống EVAP điện tử hiện đại

Hệ thống EVAP được áp dụng từ năm 2000 đến nay, với cải tiến quan trọng là khả năng kiểm soát rò rỉ khi xe đỗ. Hệ thống gồm bộ lọc than hoạt tính, van lọc điện (EVAP), van đầy và module bơm (bơm, cảm biến áp suất, van thông hơi).

Module bơm gồm:

• Van thông hơi: Đóng/mở đường khí theo tín hiệu từ ECM.
• Cảm biến áp suất: Đo áp suất hệ thống và gửi tín hiệu đến ECM.
• Bơm kiểm soát rò rỉ: Tạo chân không trong hệ thống để kiểm tra rò rỉ.

Khi nạp nhiên liệu, áp suất trong bình tăng, hơi xăng qua bộ lọc được làm sạch, phần còn lại đưa vào ống nạp động cơ.

Việc hiểu rõ các bộ phận và nguyên lý hoạt động của EVAP sẽ giúp bạn bảo trì xe tốt hơn, đảm bảo động cơ vận hành ổn định và thân thiện với môi trường. Nếu bạn cần tư vấn hoặc tìm mua các phụ tùng xe sang, hãy liên hệ ngay Phụ Tùng Đức Anh qua Hotline/Zalo: 0979 722 210 để được hỗ trợ nhanh chóng.