林志雄

摘 要：汽車工業(yè)帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在現(xiàn)代社會(huì)隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車污染物的問(wèn)題也早已經(jīng)成為了人們注重的焦點(diǎn)。燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)是為了防止汽油蒸汽直接排放到大氣中污染空氣，減少燃油資源浪費(fèi)。碳罐電磁閥屬于燃油蒸發(fā)排放控制的一部分，文中介紹了碳罐的作用、基本原理，與碳罐工作性能相關(guān)因素，這些因素直接性地影響著碳罐性能的好壞，對(duì)碳罐電磁閥的工作也有間接性的影響。

關(guān)鍵詞：燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng);碳罐電磁閥;故障

1 引言

在當(dāng)今社會(huì)，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促使了人民生活水平的提高。在生活中，汽車也早已經(jīng)成為人們出行的主要交通工具之一。汽車污染和燃油能源危機(jī)的問(wèn)題則成為了社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。在汽車環(huán)保和節(jié)能的方面上還需要進(jìn)一步的努力才能緩解這個(gè)方面的問(wèn)題。

汽車污染物主要有尾氣的排放、曲軸箱泄露和油箱化油器等燃料儲(chǔ)存設(shè)備的蒸發(fā)這幾個(gè)方面。為了更好的解決蒸發(fā)排放的問(wèn)題，機(jī)動(dòng)車普遍使用燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)。它防止了油蒸汽直接排放到大氣中，并利用活性碳罐儲(chǔ)存油蒸汽再適時(shí)的輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸燃燒。在很大程度上保護(hù)了空氣環(huán)境，節(jié)約了燃油資源。碳罐電磁閥在碳罐工作中起著舉足輕重的作用。一方面它決定著整個(gè)蒸發(fā)控制系統(tǒng)是否在正常工作，另一方面它也調(diào)節(jié)著系統(tǒng)中的壓力使之處于平穩(wěn)狀態(tài)。

2 燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

一般說(shuō)來(lái)燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)主要包括有活性碳罐、油箱、脫附控制閥、脫附控制閥、集液器、水截止閥、支架和管路等部件。裝有車載診斷系統(tǒng)OBD的燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)還會(huì)包括有氣泵、電磁閥以及壓力傳感器等部件。不同車型的燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)也會(huì)有稍許差別，但是其工作原理都是大同小異的。

2.1 工作原理

汽油的揮發(fā)性極強(qiáng);由于晝夜溫差和發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度的差異，燃油箱內(nèi)的汽油蒸發(fā)產(chǎn)生的油蒸汽會(huì)通過(guò)通氣孔直接排放到大氣中。燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)的作用主要就體現(xiàn)在這里了。當(dāng)油蒸汽壓力大于碳罐吸附閥門設(shè)定的壓力值時(shí)，吸附閥打開，油蒸汽通過(guò)蒸汽管進(jìn)入活性碳罐中，被具有吸附作用的活性碳吸附儲(chǔ)存。發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，ECU會(huì)使碳罐電磁閥斷電，關(guān)閉吸氣通道，這樣碳罐中的油蒸汽就不能進(jìn)入到進(jìn)氣歧管中，也防止其直接排放。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，周圍環(huán)境溫度升高可以增快油蒸汽進(jìn)入到碳罐被活性碳吸收，在發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速、溫度、空氣流量時(shí)，碳罐電磁閥受ECU控制開啟或者閉合，從而控制真空控制閥開口的大小。在真空控制閥打開后汽油蒸汽會(huì)受壓力影響和新鮮空氣通過(guò)閥門進(jìn)入到進(jìn)氣歧管再到氣缸進(jìn)行充分燃燒。表面的HC脫附掉后，活性碳會(huì)恢復(fù)吸附功能再次工作。

2.2 活性碳罐

活性碳罐在整個(gè)燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)中起著一個(gè)重要作用。它主要是存儲(chǔ)油箱內(nèi)產(chǎn)生的汽油蒸汽、對(duì)其進(jìn)行吸附和脫附作用，并輸送到進(jìn)氣管。在發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)之后，能夠避免油蒸汽直接排放逸入大氣中。碳罐吸附油蒸汽主要是靠罐內(nèi)的活性碳來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)罐內(nèi)的油蒸汽壓力過(guò)高，進(jìn)氣歧管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)，電磁閥打開實(shí)現(xiàn)油蒸汽的脫附作用，輸送到氣缸內(nèi)燃燒，從而達(dá)到蒸發(fā)排放控制的目的。

它的外形以及在發(fā)動(dòng)機(jī)上的安裝位置都是根據(jù)車型的不同而有所變化的。在設(shè)計(jì)活性碳罐的時(shí)候需要同時(shí)考慮到碳罐的吸附和脫附性能，只有這兩種性能保持在良好狀態(tài)，整個(gè)燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)才能達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火不工作時(shí)，燃油箱內(nèi)汽油揮發(fā)所產(chǎn)生的油氣會(huì)經(jīng)過(guò)油箱蓋上的壓力閥和燃油蒸發(fā)管，通過(guò)吸附口進(jìn)入到碳罐內(nèi)被內(nèi)部活性碳吸附并且儲(chǔ)存在罐中;在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)工作后，由電子控制單元系統(tǒng)（ECU）控制碳罐電磁閥的通斷，在發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到一定的條件時(shí)，電磁閥開啟。由于進(jìn)氣歧管的負(fù)壓作用，此時(shí)新鮮空氣會(huì)從通氣口進(jìn)入到碳罐，并與燃油蒸汽被吸附到進(jìn)氣歧管內(nèi)，最后到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)進(jìn)行燃燒。

3 碳罐電磁閥

由于外部空氣和排氣管的熱輻射變熱，以及從系統(tǒng)回油管流回的過(guò)量汽油流過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件時(shí)因高溫受熱揮發(fā)的原因，燃油箱中的汽油揮發(fā)因此產(chǎn)生了蒸發(fā)排放物。碳罐電磁閥是控制燃油蒸汽進(jìn)入氣缸的開關(guān)，可以使空燃比控制更加精確和利于自診斷，還能降低汽車污染物的排放、降低油耗。

碳罐電磁閥的打開或閉合都是受電子控制單元系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)控制的，而ECU信號(hào)根據(jù)受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等因素決定的。常見(jiàn)的碳罐電磁閥是由電磁部分和閥體組成。電磁的主要組成部分有靜鐵芯、動(dòng)鐵芯、線圈、控制連接線等部件，閥體部分主要有彈簧、彈簧底座、滑閥芯、滑閥套等。

3.1 工作原理

碳罐電磁閥電磁線圈是由發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制模塊（ECM）施加的占空比信號(hào)來(lái)控制閥門的開關(guān)，并隨著發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況的差異而發(fā)生變化的。正常情況下發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度達(dá)到70℃左右時(shí)，電子控制單元系統(tǒng)不定時(shí)地控制著碳罐電磁閥的開啟。在中大負(fù)荷時(shí)，閥門在接收占空比信號(hào)后開啟，碳罐內(nèi)的油蒸汽脫附后與新鮮空氣進(jìn)入到進(jìn)氣管，此時(shí)ECU會(huì)根據(jù)空氣流量、節(jié)氣門位置傳感器、水溫、氧傳感器等信號(hào)控制噴油量，并適當(dāng)?shù)臏p少噴油量，保證了有合適的燃料供發(fā)動(dòng)機(jī)工作，也能節(jié)約燃料減少油耗。碳罐電磁閥關(guān)閉后，噴油量恢復(fù)正常值，活性碳完成脫附工作再次吸附油蒸汽進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。除此之外，它還受閥體兩側(cè)的壓力影響著。

4 碳罐電磁閥故障診斷分析

碳罐相關(guān)的故障問(wèn)題有大有小，在平時(shí)行車過(guò)程中最常見(jiàn)的就是車輛行駛異響，如果是發(fā)動(dòng)機(jī)在非怠速運(yùn)轉(zhuǎn)工作時(shí)，電磁閥產(chǎn)生聲響，這種現(xiàn)象是正常的。一旦碳罐系統(tǒng)中的管路發(fā)生破損，油蒸汽會(huì)沿著破損處直接排到大氣中，外部過(guò)量空氣經(jīng)過(guò)碳罐直接進(jìn)入到進(jìn)氣歧管，使混合氣濃度過(guò)稀導(dǎo)從而引起不定時(shí)的唑車現(xiàn)象。不僅浪費(fèi)了燃料還對(duì)其工作產(chǎn)生影響?；钚蕴脊薜目諝馊肟诤瓦^(guò)濾網(wǎng)積累過(guò)多雜質(zhì)堵塞還會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)或者加速無(wú)力。碳罐電磁閥損壞或者控制線路損壞都會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)熄火或者啟動(dòng)困難的問(wèn)題。因而，燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)工作性能與組成部件之間都是息息相關(guān)的。

碳罐電磁閥在工作使用的過(guò)程中，若發(fā)動(dòng)機(jī)受潮，線圈可能會(huì)因此引發(fā)絕緣性能差或者漏磁，還可能會(huì)造成線圈內(nèi)的電流過(guò)大而引起線路燒毀的現(xiàn)象。最常見(jiàn)的碳罐電磁閥故障是發(fā)生拒動(dòng)現(xiàn)象。發(fā)生這類問(wèn)題時(shí)，可以從三個(gè)方面進(jìn)行檢查。首先查看電磁閥的接頭處是否有松動(dòng)或者脫落，如果有應(yīng)立即采取緊固措施，避免異物掉入接口處或者接口處線路燒掉。所以過(guò)水車或長(zhǎng)期被水浸濕的發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該按時(shí)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)各部件，條件允許最好做好電磁閥部門防水防潮的措施，以免影響整個(gè)排放控制系統(tǒng)工作。其次利用萬(wàn)用表等檢測(cè)工具檢查電磁閥線圈是否導(dǎo)通。不導(dǎo)通則需要更換新的碳罐電磁閥。由于電磁閥的結(jié)構(gòu)特殊、生產(chǎn)時(shí)都是單件配套的原因，在使用過(guò)程中一旦有大量機(jī)械雜質(zhì)掉入滑閥套和閥芯之間的間隙中，或者潤(rùn)滑油不足時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)閥門卡住的現(xiàn)象。這時(shí)需要將拆下的電磁閥拆解，取出閥芯和滑閥套進(jìn)行清潔工作之后變可以將異物清除，添加足夠潤(rùn)滑油之后再進(jìn)行重新安裝。

碳罐電磁閥電路開路或者是閉路導(dǎo)致閥門處于常開狀態(tài)。碳罐電磁閥一直閉合時(shí)，活性碳罐里儲(chǔ)存的油蒸汽就會(huì)越積越多，嚴(yán)重還會(huì)導(dǎo)致油蒸汽液化直到浸透罐內(nèi)的活性碳，活性碳的工作性能減小。罐內(nèi)壓力過(guò)大，大氣壓力偏低促使通氣口閥打開，油蒸汽會(huì)直接排放到空氣中來(lái)，還有可能散發(fā)到駕駛艙。所以車主會(huì)感覺(jué)到在駕駛過(guò)程中會(huì)經(jīng)常聞到嗆鼻的汽油味。這樣一來(lái)不僅浪費(fèi)了燃油資源還會(huì)導(dǎo)致碳罐無(wú)法正常工作。相反，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，碳罐電磁閥長(zhǎng)期打開，進(jìn)氣歧管混合氣濃度變稀。這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)還沒(méi)有到達(dá)一定轉(zhuǎn)速以及合適的條件，ECU并沒(méi)有向碳罐電磁閥發(fā)送開啟的信號(hào)，這也就意味著噴油量一直處于正常狀態(tài)，就會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)易熄火或者不易啟動(dòng)、油耗過(guò)高的現(xiàn)象。

車輛運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)流是能夠反映發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況的，針對(duì)類似碳罐電磁閥這種隱蔽性比較強(qiáng)的故障，在無(wú)法快速確定出發(fā)動(dòng)機(jī)的故障原因時(shí)，可以通過(guò)分析數(shù)據(jù)流來(lái)判斷出車輛故障的大概范圍，再進(jìn)行詳細(xì)的檢查。通過(guò)上網(wǎng)查詢或者查找相關(guān)資料等方法收集資料找出故障可能發(fā)生的原因并用排除法排除直到找到故障源頭并排除故障。汽車電控故障診斷應(yīng)該遵循“觀察故障現(xiàn)象、查閱相關(guān)資料、檢測(cè)故障碼、分析數(shù)據(jù)流、排查原因”的規(guī)則，利用逐項(xiàng)排除法縮小故障范圍。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)汽車碳罐電磁閥故障診斷過(guò)程中，應(yīng)對(duì)該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有一個(gè)全面的了解，針對(duì)以往常出現(xiàn)的故障類型，應(yīng)采取有效的措施進(jìn)行檢修，找出故障發(fā)生的具體部位，進(jìn)行針對(duì)性的故障排除。除此之外，車主的合理使用也是十分關(guān)鍵的。例如在使用過(guò)程中活性碳罐需要定期更換才能保證最佳的工作狀態(tài)。

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