CN108488465B - 碳罐电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明属于流量限制阀技术领域，具体公开了一种碳罐电磁阀，包括可相互密封配合的主壳体和前壳体，主壳体端部设有进气管，前壳体端部设有出气管，主壳体内设有导磁组件，导磁组件包括内部中空且一端面上设有开口的盖体，盖体内设有电磁线圈和导磁柱，主壳体内设有使进气管和出气管连通的气道，主壳体内至开口处设有两端开口的润滑套，导磁柱上连接有塑料材质的导向柱，导向柱上套设有弹性件，弹性件上套设有用于封堵出气管的动阀芯，动阀芯滑动连接在润滑套内，动阀芯靠近出气管的端部设有橡胶垫，出气管内设有孔径小于出气管孔径的限流孔。本方案解决了传统碳罐电磁阀噪音大、流量不稳定的问题。

Description

碳罐电磁阀

技术领域

本发明属于流量限制阀技术领域，尤其涉及一种碳罐电磁阀。

背景技术

众所周知，汽油为易挥发性的液体，其挥发性会随着温度升高而增大。目前，汽车油箱的汽油挥发出来的气体都直接排入大气中污染环境，而且还会存在一定的安全隐患。因此，如何避免挥发出来汽油污染环境，如何将挥发出来汽油收集利用等问题已成为业内研究的热点。目前，在汽车领域中通常是利用碳罐电磁阀来处理汽车的汽油蒸汽。现有的汽车碳罐电磁阀安装在汽车的汽车蒸发气体回收利用控制系统中，油箱中的汽油易蒸发，蒸发量随温度升高而增大，为了保证汽油蒸汽不排入大气中污染环境，人们利用活性炭良好的吸附能力，制成碳罐将汽油蒸汽暂时存储起来，待发动机工作时，汽车的电子控制单元根据发动机的工况发出不同的电脉冲信号，控制碳罐电磁阀打开或关闭，从而将碳罐中的汽油蒸汽通过碳罐电磁阀送入发动机气缸烧掉，既保护环境又节省了燃料。碳罐电磁阀包括前壳体与主壳体，主壳体内设有阀座组件，阀座组件与碳罐电磁阀前壳体内的气流管道形成通气间隙，因阀座组件表面是橡胶，橡胶会随外界环境的影响(工作状态的碳罐电磁阀内部温度能够达到100-200℃)而发生收缩或膨胀，橡胶收缩时，通气间隙变大，碳罐电磁阀流量变大，汽车燃油系统脱附时间较短，脱附能力较佳；橡胶膨胀时，通气间隙减小，碳罐电磁阀流量变小，汽车燃油系统脱附时间较长，脱附能力较差。碳罐电磁阀正常工作时会发出“哒哒”的噪音，其噪音的产生机理在于金属阀片的高速开合会造成整个阀体不同方向的振动，并与车体上的碳罐电磁阀支架间产生碰撞，从而发出和阀体振动同频的噪声，尤其是在阀体工作负荷大时，产生的噪音将会明显影响汽车的舒适性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳罐电磁阀，以解决传统碳罐电磁阀噪音大、流量不稳定的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：碳罐电磁阀，包括可相互密封配合的主壳体和前壳体，主壳体端部设有进气管，前壳体端部设有出气管，主壳体内设有导磁组件，导磁组件包括内部中空且一端面上设有开口的盖体，盖体内设有电磁线圈和导磁柱，主壳体内至开口处设有两端开口的润滑套，导磁柱上连接有塑料材质的导向柱，导向柱上套设有弹性件，弹性件上套设有用于封堵出气管的动阀芯，动阀芯滑动连接在润滑套内，动阀芯靠近出气管的端部设有橡胶垫，出气管内设有孔径小于出气管孔径的限流孔。

本基础方案的工作原理在于：使用本碳罐电磁阀之前，将主壳体和前壳体密封连接为一个整体，然后将其安装在碳罐和发动机进气歧管之间的管路上，进气管与碳罐的出气口连通，出气管与进气歧管连通。自然状态下，由于动阀芯套设在弹性件上，而弹性件套设在导向柱上，因此弹性件会对动阀芯施加一个向前壳体靠近的弹性力，从而使得动阀芯上的橡胶垫与出气管接触在一起，即动阀芯上的橡胶垫将出气管封堵住，使碳罐中的汽油蒸汽无法进入进气歧管。当汽车发动机启动后使电磁线圈通电，由于盖体内还设有导磁柱，所以导磁线圈和导磁柱构成了电磁铁，当电磁线圈通电时会使导磁柱产生磁性，所以导磁柱会对动阀芯产生磁吸力，同时由于动阀芯滑动连接在润滑套内且通过弹性件套设在导向柱上，因此动阀芯会在润滑套内向导磁柱的方向滑动直到动阀芯端部与导磁柱贴合，此时动阀芯的橡胶垫的内端会与导向柱的端部接触。动阀芯动作时会使得弹性件产生弹性变形，从而弹性件会进行储能。动阀芯向导磁柱方向运动会使得动阀芯的橡胶垫外端与出气管分离，从而动阀芯与出气管之间会留出供汽油蒸汽通过的通气间隙。由于进气管和出气管通过主壳体内气道连通，所以当动阀芯与出气管分离后，汽油蒸汽会从主壳体内气道流向通气间隙，最后流入出气管中。汽油蒸汽然后通过限流孔，而流量是指单位时间内流经封闭管道或明渠有效截面的流体量，由于限流孔的孔径是根据发动机的需求而设定的，所以无论通气间隙多大通过限流孔的流量是一定的，通过通气间隙与限流孔的共同作用保证了碳罐电磁阀流量的一致性。

本基础方案的有益效果在于：本方案通过在动阀芯和盖体之间设置润滑套，不仅减小了动阀芯的磨损，提高动阀芯的使用寿命，而且加快了动阀芯的响应时间，提高了电磁阀的灵敏性，保障了电磁阀的即时性。而且通过在动阀芯的端部设置橡胶垫，导向柱用塑料材质制成，使得动阀芯快速动作过程中，动阀芯的端部与导向柱的接触为软接触，从而可以降低电磁阀动作过程中的噪音，起到降噪作用；同时通过设置橡胶垫使得动阀芯与出气管的接触也为软接触，起到降噪作用；同时，由于橡胶的特性使得橡胶垫与出气管接触时，橡胶垫会产生一定的形变，从而橡胶垫能够更加紧密的贴合于出气管，使得橡胶垫与出气管实现完全密封，提高了电磁阀的气密性，保障了电磁阀的密封效果。本方案通过在出气管内设置限流孔，使得无论碳罐的气压大或者小，通气间隙大或者小，碳罐电磁制阀内的流量不会变大，碳罐电磁阀流量的一致性能够始终保证汽车燃油系统较佳的脱附能力。

进一步，出气管靠近主壳体的一端为拉瓦尔管。现有的涡轮增压发动机刚刚工作时，内部气压非常小，需要使涡轮增压发动机内的小气压的流量足够大，才能保证系统的彻底脱附，废气燃烧的更加充分，尾气排放的更加严格，而由于拉瓦尔管的特性，使得进入出气管的汽油蒸汽经过拉瓦尔管进而提升汽油蒸汽的流速，从而本碳罐电磁阀在低气压的情况也能保证大流量，提升了实用性。

进一步，润滑套内表面上喷涂有润滑涂层，动阀芯的外表面镀有外涂层。优点在于，可以进一步提高动阀芯与润滑套之间的润滑性，降低动阀芯与润滑套之间的磨损，减小摩擦，从而加快动阀芯的响应时间，提升电磁阀的灵敏性。

进一步，主壳体侧壁上设有安装结构，安装结构包括安装框架，框架内设有可拆卸连接的橡胶套，所述橡胶套中部开设有贯穿橡胶套上下端面的安装孔，橡胶套的上下端面相同设置。现有碳罐电磁阀的安装结构通过只能单向安装，而本方案通过设置橡胶套使得碳罐电磁阀能够进行双向安装，并且橡胶套的可塑性较高，能够不使用螺钉等硬连接也能保障碳罐电磁阀的稳定，并且安装和拆卸都能更加方便。

进一步，盖体端部活动连接有盖板，所述导磁柱固定连接在盖板上。优点在于，易于安装和拆分导磁柱、盖体，降低安装和维护难度。

进一步，橡胶垫用氟硅胶材料制成，导向柱用增强尼龙材料制成。碳罐电磁阀在工作时有较高的温度，通过将橡胶垫和导向柱用特定的材料制成，提高橡胶垫和导向柱的耐高温的特性，保障碳罐电磁阀的安全性和使用寿命。

附图说明

图1是本发明碳罐电磁阀实施例1的总体示意图；

图2是本发明碳罐电磁阀主壳体的结构示意图；

图3是本发明碳罐电磁阀的剖视示意图；

图4本发明碳罐电磁阀实施例2导向柱的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

附图标记说明：前壳体1、主壳体2、电磁线圈3、导磁柱4、进气管5、导向柱6、弹簧7、润滑套8、动阀芯9、橡胶垫10、拉瓦尔管11、限流孔12、出气管13、盖板14、盖体15、通电槽101、安装框架102、橡胶套103、支撑凸起201、支撑条202、活动门61、进气口62、移动柱63。

实施例1

如图1、图3所示，一种碳罐电磁阀，包括主壳体2和前壳体1，主壳体2与前壳体1之间为相互密封的可拆卸连接，本实施例中主壳体2与前壳体1通过螺纹连接，主壳体2和前壳体1均为圆柱状设置。如图2所示，主壳体2的端面上设有进气管5和通电槽101，进气管5和通电槽101分别位于主壳体2端面上的两侧，且进气管5和通电槽101均与主壳体2内部连通。主壳体2的侧壁上设有安装结构，安装结构包括与主壳体2侧壁固定连接的安装框架102，安装框架102内可拆卸连接有橡胶套103，橡胶套103中部开设有贯穿橡胶套103上下端面的安装孔，橡胶套103上下对称设置，通过设置橡胶套103使得碳罐电磁阀能够进行双向安装，并且橡胶套103的可塑性较高，能够不使用螺钉等硬连接也能保障碳罐电磁阀的稳定，并且安装和拆卸都能更加方便。主壳体2的内端面上均布有若干向外凸的支撑凸起201，主壳体2的内壁上均布有若干与支撑条202固定连接的支撑条202，相邻支撑凸起201和相邻支撑条202之间构成使进气管5和出气管13连通的气道。

主壳体2内设有导磁组件，导磁组件包括圆柱状的盖体15，盖体15的侧壁与主壳体2内的支撑条202间隙配合。盖体15的内部中空设置，盖体15的左端开口右端封闭，盖体15右端面的中心处开设有与盖体15内部连通的通孔，盖体15左端开口处活动连接有盖板14，盖板14的端面上的中心处固定连接有导磁柱4，导磁柱4位于盖体15内，导磁柱4的端部螺纹连接有导向柱6，导向柱6的直径小于导磁柱4的直径，导向柱6上套设有弹性件，本实施例中弹性件优选为弹簧7，导向柱6为耐高温的塑料材质制成，弹簧7的长度大于导向柱6的长度，自然状态下，弹簧7靠近导磁柱4的一端位于导磁柱4的端面上。盖体15的内壁固定连接有电磁线圈3，电磁线圈3外覆盖有外壳，导磁柱4活动连接在外壳的内壁上，电磁线圈3上设有用于通电的插座体，插座体通过主壳体2位于通电槽101内。盖体15的通孔内固定连接有润滑套8支撑板，润滑套8支撑板的内壁上固定连接有润滑套8，润滑套8的内壁上喷涂有润滑涂层，润滑涂层为特氟龙涂层，润滑套8的右端与盖体15的右端面处于同一平面上。润滑套8内滑动连接有动阀芯9，动阀芯9为磁性件且磁性与导磁柱4的磁性相反，动阀芯9套设在弹簧7上。动阀芯9的左端开口，内部中空，右端固定连接有橡胶垫10，橡胶垫10为耐高温的材料制成，橡胶垫10的左端位于动阀芯9的内部，橡胶垫10的右端位于动阀芯9的右表面上，使得动阀芯9向左运动时橡胶垫10的左端面能与导向柱6接触，动阀芯9向右运动时橡胶垫10的右端面能与前壳体1接触，橡胶垫10用氟硅胶材料制成，导向柱6用增强尼龙材料制成。动阀芯9的外表面镀有外涂层，外涂层为镀镍层，使得动阀芯9与润滑套8之间润滑性能达到较好的效果。

前壳体1上设有贯穿前壳体1的出气管13，出气管13与导向柱6同轴心设置，出气管13的左端开口的孔径小于橡胶垫10的直径，使得橡胶垫10能够完全封堵住出气管13。出气管13的左部的一段为呈拉瓦尔管11，拉瓦尔管11的右端设有限流孔12，限流孔12的孔径根据发动机所需的汽油蒸汽的流量所定，出气管13位于限流孔12右方的部分呈逐渐向外扩大的喇叭状设置。

具体实施时，使用本碳罐电磁阀之前，将主壳体2和前壳体1密封连接为一个整体，然后将其安装在碳罐和发动机进气歧管之间的管路上，进气管5与碳罐的出气口连通，出气管13与进气歧管连通。电磁线圈3还未通电时，动阀芯9在弹簧7的弹性力作用下使橡胶垫10封堵住出气管13，由于橡胶垫10的橡胶特性使得橡胶垫10能够与出气管13接触得更加紧密，提升其密封性，此时汽油蒸汽位于主壳体2的气道内。当汽车发动机启动后使电磁线圈3通电，由于盖体15内还设有导磁柱4，所以导磁线圈和导磁柱4构成了电磁铁，当电磁线圈3通电时会使导磁柱4产生磁性，所以导磁柱4会对动阀芯9产生磁吸力，动阀芯9会在润滑套8内向导磁柱4的方向滑动直到动阀芯9端部与导磁柱4贴合，此时动阀芯9的橡胶垫10的内端会与导向柱6的端部接触。动阀芯9动作时会使得弹簧7产生压缩变形，从而弹簧7会进行储能。此时，动阀芯9的橡胶垫10外端与出气管13分离，从而动阀芯9与出气管13之间会留出供汽油蒸汽通过的通气间隙。汽油蒸汽会从主壳体2内气道流向通气间隙，最后流入出气管13中，汽油蒸汽经过拉瓦尔管11提升流速，然后再经过限流孔12使汽油蒸汽的流量一定，最后汽油蒸汽通过出气管13进入进气歧管中。电磁线圈3断电后，导磁柱4失去对动阀芯9的磁吸力，从而动阀芯9在弹簧7的作用下封堵柱出气管13。

实施例2

如图4所示，本实施例与实施例1的区别在于所述导向柱6内部开设有空腔，导向柱6的侧壁上开设有与空腔连通的进气口62，导向柱6靠近进气口62的内壁上铰接有活动门61，所述活动门61能够完全贴合与导向柱6的内壁，且活动门61贴合于导向柱6内壁时会封堵住进气口62。活动门61与导向柱6的铰接处设有扭簧，自然状态下，活动门61在扭簧的作用下贴合于导向柱6的内壁。活动门61的右端上固定连接有磁体，磁体的磁性与导磁柱4通电后的磁性相反。导向柱6内壁的右端滑动连接有移动柱63，移动柱63的内部中空且与导向柱6的空腔连通。

电磁线圈3还未通电时，动阀芯9在弹簧7的弹性力作用下使橡胶垫10封堵住出气管13，此时汽油蒸汽位于主壳体2的气道内，此时主壳体2内部的气压较大。活动门61通过扭簧铰接于导向柱6的内壁上，此时气压对活动门61的压力大于扭簧的扭矩时，活动门61会向导向柱6空腔内转动，从而使得活动门61与进气口62之间产生间隙，汽油蒸汽通过间隙进入导向柱6的空腔内，然后汽油蒸汽会推动移动柱63向橡胶垫10的方向运动，从而使移动柱63抵住橡胶垫10。通过弹簧7和移动柱63的双重推力，使得橡胶垫10能够更加紧密的贴合于出气管13，大大的提升了碳罐电磁阀的气密性。

当电磁线圈3通电时，导磁柱4产生磁性，从而导磁柱4对动阀芯9和磁体产生磁吸力，动阀芯9向左运动，打开出气管13，此时主壳体2内的气压减小；同时活动门61在磁吸力的作用下向左转动，活动门61与进气口62的间隙变大，由于气压的减小使得移动柱63所受到的压力减小，所以动阀芯9能够推动移动柱63向左运动，保证动阀芯9与出气管13之间有通气间隙。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.碳罐电磁阀，包括可相互密封配合的主壳体和前壳体，主壳体端部设有进气管，前壳体端部设有出气管，主壳体内设有导磁组件，导磁组件包括内部中空且一端面上设有开口的盖体，盖体内设有电磁线圈和导磁柱，主壳体内设有使进气管和出气管连通的气道，其特征在于：主壳体内至开口处设有两端开口的润滑套，导磁柱上连接有塑料材质的导向柱，导向柱上套设有弹性件，弹性件上套设有用于封堵出气管的动阀芯，动阀芯滑动连接在润滑套内，动阀芯靠近出气管的端部设有橡胶垫，出气管内设有孔径小于出气管孔径的限流孔；导向柱内开有空腔，导向柱的侧壁上开有与空腔连通的进气口，导向柱靠近进气口的内壁上铰接有活动门，所述活动门能够完全贴合于导向柱的内壁，且活动门贴合于导向柱内壁时会封堵进气口，活动门于导向柱的铰接处设有扭簧，活动门的右端固定连接有磁体，磁体的磁性与导磁柱通电后的磁性相反，导向柱内壁的右端滑动连接有移动柱，移动柱的内部中空且与导向柱的空腔连通。

2.根据权利要求1所述的碳罐电磁阀，其特征在于：出气管靠近主壳体的一端为拉瓦尔管。

3.根据权利要求2所述的碳罐电磁阀，其特征在于：润滑套内表面上喷涂有润滑涂层，动阀芯的外表面镀有外涂层。

4.根据权利要求2所述的碳罐电磁阀，其特征在于：主壳体侧壁上设有安装结构，安装结构包括安装框架，框架内设有可拆卸连接的橡胶套，所述橡胶套中部开设有贯穿橡胶套上下端面的安装孔，橡胶套的上下端面相同设置。

5.根据权利要求3所述的碳罐电磁阀，其特征在于：盖体端部活动连接有盖板，所述导磁柱固定连接在盖板上。

6.根据权利要求3所述的碳罐电磁阀，其特征在于：橡胶垫用氟硅胶材料制成，导向柱用增强尼龙材料制成。