介绍一种满足国六汽车排放的电磁式碳罐阀
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Key words：electromagnetic carbon canister valve, principle, structural characteristics
1 概述
为了防止汽车油箱中汽油蒸气对环境的 污染并且提高燃油经济性，现代汽车发动机 管理系统将对燃油蒸气进行控制。碳罐电磁 阀是燃油蒸气清洗控制子系统中的关键部件 之一。在燃油蒸气清洗控制系统中，燃油箱 中的燃油蒸汽被碳罐中的活性碳所吸附。根 据发动机的实际工作状态，电子控制模块通 过输出脉宽信号控制电磁阀的通断，依靠进 气歧管中的真空度将燃油蒸汽吸入发动机的 进气道中 , 最后进入发动机气缸内进行燃烧。 从而达到将活性碳罐中燃油蒸气进行清洗， 控制燃油蒸发污染排放的目的。
AUTO PARTS | 汽车零部件
介绍一种满足国六汽车排放的电磁式碳罐阀
靳石云 遵义长征汽车零部件有限公司 贵州省遵义市 563000
摘 要：本文介绍了一种满足国六汽车排放的电磁式碳罐阀结构特性和基本性能，将国五碳罐阀与国六碳罐阀进行 了对比，并对影响电磁式碳罐阀的若干问题进行了探讨。
关键词：电磁式碳罐阀 原理 结构特点
Introduction t an Electromagnetic Carbon Canister Valve that Meets the Emission of National VI Vehicles Jin Shiyun
A b s t r a c t ：This article introduces the structural characteristics and basic performance of an electromagnetic canister valve that meets the emissions of National VI vehicles. It compares the National V carbon canister valve with the National VI carbon canister valve, and discusses several factors that affect the electromagnetic canister valve.
模块控制。图１是碳罐阀的外形尺寸和基本 结构。
如图２所示为这款电磁式碳罐阀内部结 构原理图，采用整体式结构，产品出厂无需 额外标定、调整。带有卡装式安装支架，安 装 在 发 动 机 上， 可 容 纳 较 大 固 体 颗 粒 流 通 （700μm）, 自带滤网，可靠的耐久性设计。 进气口与出气口采用 φ11.8 毫米软管接口 设计结构，满足国内大多数汽车厂家要求。 ECU 电控输入可通过碳罐阀快速端子连接， 方便可靠。碳罐阀由励磁线圈、固定芯轴、 导磁套管、可动次级板组件、返回弹簧、滤网、 真空管、下壳组成。其动作原理是这样的， 当线圈断电时，次级板组件中的橡胶件在返 回弹簧力和进气回路（真空管端）负压力的 共同作用下堵住真空管通气孔，切断油气通 路。当线圈通电时，受激励的线圈在磁路中
产生磁场，处于磁场内的可动次级板组件受 到电磁力作用，当电磁力大于返回弹簧反力 和进气回路（真空管端）负压力的合力时， 次级板组件便在电磁力的作用下，克服弹簧 返力和真空管的负压力，做机械运动，向限 位轴方向运动，离开真空管通气孔，打开油 气通路。
图2
下壳
滤网件 导磁套管
3 基本性能要求
3.1 △ P=-700mbar 时，流量为 6.5m3/h。 3.2 额定电压和电流：13.5V 和 0.85A 3.3 最小开启电压（△ P=-600mbar： 室温）：10.5V 3.4 最小释放电压：1V； 3.5 线圈电阻（室温）：16Ω； 3.6 典型触发脉冲：～ 8ms； 3.7 泄 漏 量（ △ P=+700mbar）： ≤ 33ml/min； 3.8 工 作 噪 声： 在（23±5） ℃ 下， 线 圈 电 压：13.5V±0.1V， 无 真 空 负 压， 10Hz,50% 占空比，声压级 <48dB； 3.9 在（23±5） ℃ 下，UB=16.5V 以 及 带 有 Z 70V 二 极 管 的 条 件 下 的 电 感： ～ 10mH（1KHz，500mA）； 3.10 耐久性：在环境温度 100℃ ±5℃ 下，频率 50Hz，电压 13V，占空比 50%。燃 油蒸气温度 70℃ ±5℃。持续时间 :264 小时 (47,520,000 cycles)。
图１
安装支架
对配接插件按科世达 10010337
116.7±3
Ф11.8±0.1 Ф11.8±0.1
140 AUTO TIME
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时代汽车
由于国六碳罐脱附流量增大，现有碳罐 控制电磁阀（国五及之前）流量达不到国六 流量要求 , 需要一款新的大流量碳罐控制电 磁阀 [1]。
2 电磁式碳罐阀结构及工作原理
本文介绍的碳罐电磁阀系一款满足国六 排放要求的产品。此款碳罐电磁阀利用通电 线圈产生磁场原理设计而成，通过电磁力带 动阀门开启、关闭。碳罐电磁阀为常闭式， 未通电时，阀门是关闭的。由发动机电子控 制模块（ECM）根据发动机的实际工作状态， 通过调节输入给碳罐控制电磁阀线圈的电脉 冲宽度来控制由活性碳罐送入到进气歧管的 燃油蒸气流量。在正常的发动机工作状态， 碳罐电磁阀的气体流量与电脉冲输入占空比 成正比。其开启时机和频率均由发动机电子
4 国六电磁式碳罐阀结构特点、设计理 念及与国五碳罐阀的比较
4.1 国六电磁式碳罐阀结构特点、设计 理念
4.1.1 电磁铁组件 由于电磁式碳罐阀是 ECU 按照发动机的 工况适时控制系统工作，将燃油引入发动机 内部进行燃烧。如果 ECU 发出动作指令后， 电磁式碳罐阀一直处于关闭状态，碳罐内的 汽油蒸汽就会越积愈多，最终充满整个碳罐， 其余汽油蒸汽只能溢出到大气中了，既污染 环境又浪费燃油。反之，若电磁式碳罐阀一 直处于开启状态，发动机进气道的混合气体 就一直处在加浓状态，而同时，发动机的控 制单元由于此时还没有控制碳罐阀工作，不 会发出降低喷油量的指令，这样，就造成热 车时混合气体过浓引起发动机熄火，以及热 车熄火不易启动等问题。为了保证电磁式碳 罐阀在 ECU 指令下可靠工作，标准其规定动 作电压不大于 10.5V, 断电时碳罐阀可靠回位 （释放电压不小于 1V）。在结构设计中，限 位轴零件和导磁套管零件加工精度要求高， 装配尺寸一致性能好，必须保证限位轴 的铆接高度 , 如图３。 4.1.2 线圈组件 本碳罐阀电磁铁结构为螺管式，可动部 分又采用导磁面积较大的极板（次级板组件）， 电磁吸力大，行程长，因此流量大。加之考 虑到线圈输入信号是脉冲信号，线圈热损耗 小，线圈绕组采用大线径、低阻值，在有限
1 概述
为了防止汽车油箱中汽油蒸气对环境的 污染并且提高燃油经济性，现代汽车发动机 管理系统将对燃油蒸气进行控制。碳罐电磁 阀是燃油蒸气清洗控制子系统中的关键部件 之一。在燃油蒸气清洗控制系统中，燃油箱 中的燃油蒸汽被碳罐中的活性碳所吸附。根 据发动机的实际工作状态，电子控制模块通 过输出脉宽信号控制电磁阀的通断，依靠进 气歧管中的真空度将燃油蒸汽吸入发动机的 进气道中 , 最后进入发动机气缸内进行燃烧。 从而达到将活性碳罐中燃油蒸气进行清洗， 控制燃油蒸发污染排放的目的。
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介绍一种满足国六汽车排放的电磁式碳罐阀
靳石云 遵义长征汽车零部件有限公司 贵州省遵义市 563000
摘 要：本文介绍了一种满足国六汽车排放的电磁式碳罐阀结构特性和基本性能，将国五碳罐阀与国六碳罐阀进行 了对比，并对影响电磁式碳罐阀的若干问题进行了探讨。
关键词：电磁式碳罐阀 原理 结构特点
Introduction t an Electromagnetic Carbon Canister Valve that Meets the Emission of National VI Vehicles Jin Shiyun
A b s t r a c t ：This article introduces the structural characteristics and basic performance of an electromagnetic canister valve that meets the emissions of National VI vehicles. It compares the National V carbon canister valve with the National VI carbon canister valve, and discusses several factors that affect the electromagnetic canister valve.
模块控制。图１是碳罐阀的外形尺寸和基本 结构。
如图２所示为这款电磁式碳罐阀内部结 构原理图，采用整体式结构，产品出厂无需 额外标定、调整。带有卡装式安装支架，安 装 在 发 动 机 上， 可 容 纳 较 大 固 体 颗 粒 流 通 （700μm）, 自带滤网，可靠的耐久性设计。 进气口与出气口采用 φ11.8 毫米软管接口 设计结构，满足国内大多数汽车厂家要求。 ECU 电控输入可通过碳罐阀快速端子连接， 方便可靠。碳罐阀由励磁线圈、固定芯轴、 导磁套管、可动次级板组件、返回弹簧、滤网、 真空管、下壳组成。其动作原理是这样的， 当线圈断电时，次级板组件中的橡胶件在返 回弹簧力和进气回路（真空管端）负压力的 共同作用下堵住真空管通气孔，切断油气通 路。当线圈通电时，受激励的线圈在磁路中
产生磁场，处于磁场内的可动次级板组件受 到电磁力作用，当电磁力大于返回弹簧反力 和进气回路（真空管端）负压力的合力时， 次级板组件便在电磁力的作用下，克服弹簧 返力和真空管的负压力，做机械运动，向限 位轴方向运动，离开真空管通气孔，打开油 气通路。
图2
下壳
滤网件 导磁套管
3 基本性能要求
3.1 △ P=-700mbar 时，流量为 6.5m3/h。 3.2 额定电压和电流：13.5V 和 0.85A 3.3 最小开启电压（△ P=-600mbar： 室温）：10.5V 3.4 最小释放电压：1V； 3.5 线圈电阻（室温）：16Ω； 3.6 典型触发脉冲：～ 8ms； 3.7 泄 漏 量（ △ P=+700mbar）： ≤ 33ml/min； 3.8 工 作 噪 声： 在（23±5） ℃ 下， 线 圈 电 压：13.5V±0.1V， 无 真 空 负 压， 10Hz,50% 占空比，声压级 <48dB； 3.9 在（23±5） ℃ 下，UB=16.5V 以 及 带 有 Z 70V 二 极 管 的 条 件 下 的 电 感： ～ 10mH（1KHz，500mA）； 3.10 耐久性：在环境温度 100℃ ±5℃ 下，频率 50Hz，电压 13V，占空比 50%。燃 油蒸气温度 70℃ ±5℃。持续时间 :264 小时 (47,520,000 cycles)。
图１
安装支架
对配接插件按科世达 10010337
116.7±3
Ф11.8±0.1 Ф11.8±0.1
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由于国六碳罐脱附流量增大，现有碳罐 控制电磁阀（国五及之前）流量达不到国六 流量要求 , 需要一款新的大流量碳罐控制电 磁阀 [1]。
2 电磁式碳罐阀结构及工作原理
本文介绍的碳罐电磁阀系一款满足国六 排放要求的产品。此款碳罐电磁阀利用通电 线圈产生磁场原理设计而成，通过电磁力带 动阀门开启、关闭。碳罐电磁阀为常闭式， 未通电时，阀门是关闭的。由发动机电子控 制模块（ECM）根据发动机的实际工作状态， 通过调节输入给碳罐控制电磁阀线圈的电脉 冲宽度来控制由活性碳罐送入到进气歧管的 燃油蒸气流量。在正常的发动机工作状态， 碳罐电磁阀的气体流量与电脉冲输入占空比 成正比。其开启时机和频率均由发动机电子
4 国六电磁式碳罐阀结构特点、设计理 念及与国五碳罐阀的比较
4.1 国六电磁式碳罐阀结构特点、设计 理念
4.1.1 电磁铁组件 由于电磁式碳罐阀是 ECU 按照发动机的 工况适时控制系统工作，将燃油引入发动机 内部进行燃烧。如果 ECU 发出动作指令后， 电磁式碳罐阀一直处于关闭状态，碳罐内的 汽油蒸汽就会越积愈多，最终充满整个碳罐， 其余汽油蒸汽只能溢出到大气中了，既污染 环境又浪费燃油。反之，若电磁式碳罐阀一 直处于开启状态，发动机进气道的混合气体 就一直处在加浓状态，而同时，发动机的控 制单元由于此时还没有控制碳罐阀工作，不 会发出降低喷油量的指令，这样，就造成热 车时混合气体过浓引起发动机熄火，以及热 车熄火不易启动等问题。为了保证电磁式碳 罐阀在 ECU 指令下可靠工作，标准其规定动 作电压不大于 10.5V, 断电时碳罐阀可靠回位 （释放电压不小于 1V）。在结构设计中，限 位轴零件和导磁套管零件加工精度要求高， 装配尺寸一致性能好，必须保证限位轴 的铆接高度 , 如图３。 4.1.2 线圈组件 本碳罐阀电磁铁结构为螺管式，可动部 分又采用导磁面积较大的极板（次级板组件）， 电磁吸力大，行程长，因此流量大。加之考 虑到线圈输入信号是脉冲信号，线圈热损耗 小，线圈绕组采用大线径、低阻值，在有限