CN111075952B - 碳罐电磁阀 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种碳罐电磁阀，涉及车辆燃油蒸发控制技术领域，包括：一端设置有进气管，另一端设置有出气管的壳体；阀门组件，包括线圈、弹簧和阀芯，阀芯被配置为当线圈断电时，在弹簧的压力作用下，阻止混合气体进入出气管；当线圈通电时，在线圈的磁力作用下，克服弹簧的压力移动，使混合气体进入出气管；滤网垫圈，设置在壳体内靠近进气管的一端，被配置为对从进气管流出的混合气体进行过滤；滤网座圈，设置在壳体内靠近出气管的一端，被配置为在混合气体进入出气管之前，对混合气体进行过滤。本申请实施例提供的碳罐电磁阀，可以通过双重过滤结构，减少碳罐电磁阀内部的颗粒积附。
Description
技术领域
本申请涉及车辆燃油蒸发控制技术领域，特别涉及一种碳罐电磁阀。
背景技术
汽车燃油蒸发控制系统中，活性碳罐吸收来自油箱中的燃油蒸汽至饱和，碳罐电磁阀受到ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)控制打开时，将燃油蒸汽和新鲜空气混合后形成的混合气体引入发动机进气系统。碳罐电磁阀避免了燃油蒸汽进入大气污染环境，同时提高了汽车燃油的利用率。
相关技术中，传统的碳罐电磁阀由壳体、滤网、线圈及导磁壳体组件、弹簧、阀芯几部分组成。混合气体进入碳罐电磁阀的进气管后，先通过进气管处的滤网，然后从碳罐电磁阀的内部气流通道到达阀芯处。
在实现本申请的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：碳罐电磁阀在非工作状态下处于常闭状态，滤网过滤不充分时容易在碳罐电磁阀的内部形成颗粒积附，造成碳罐电磁阀常闭状态下的密封性差。混合气体的一部分会散逸至空气中，导致车内汽油味重；还有一部分会提前进入发动机进气系统的进气歧管中，导致进气歧管处的气体浓度过大，汽车启动困难。
发明内容
本申请实施例提供了一种碳罐电磁阀，可以通过双重过滤结构，减少碳罐电磁阀内部的颗粒积附。具体技术方案如下：
本申请实施例提供一种碳罐电磁阀，包括：
壳体，所述壳体的一端设置有进气管，所述壳体的另一端设置有出气管；
阀门组件，包括线圈、弹簧和阀芯，所述阀芯被配置为当所述线圈断电时，在所述弹簧的压力作用下，阻止混合气体进入所述出气管；当所述线圈通电时，在所述线圈的磁力作用下，克服所述弹簧的压力移动，使所述混合气体进入所述出气管；
滤网垫圈，设置在所述壳体内靠近所述进气管的一端，被配置为对从所述进气管流出的所述混合气体进行过滤；
滤网座圈，设置在所述壳体内靠近所述出气管的一端，被配置为在所述混合气体进入所述出气管之前，对所述混合气体进行过滤。
本申请实施例的一种实现方式中，所述进气管的固定端包括直径扩大的凸出部；
所述凸出部的内部设置有接口座，所述接口座的接口部朝向所述进气管的自由端伸出；
所述凸出部的内径大于所述接口部的外径，且所述凸出部在所述进气管的轴向上的长度大于所述接口部在所述进气管的轴向上的长度。
本申请实施例的一种实现方式中，还包括阀座，所述阀座的一端与所述滤网座圈相连；
所述阀座靠近所述滤网座圈的一端设置有进气段，所述阀座远离所述滤网座圈一端设置有出气段，所述出气段连接所述进气段和所述出气管。
本申请实施例的一种实现方式中，所述阀座远离所述滤网座圈的一端还设置有导流段；
所述出气段和所述导流段之间通过收缩段相连。
本申请实施例的一种实现方式中，所述出气管沿所述壳体的径向设置，所述壳体上与所述出气管相对的一侧还设置有导流管；
所述导流段与所述导流管相连。
本申请实施例的一种实现方式中，所述阀座的所述进气段上设置有第一单向阀；
所述第一单向阀被配置为控制所述混合气体从所述进气段到所述出气段的单向流动。
本申请实施例的一种实现方式中，所述导流管上设置有第二单向阀，所述第二单向阀被配置为阻止所述混合气体从所述进气段经所述导流段流入所述导流管。
本申请实施例的一种实现方式中，所述滤网垫圈包括第一支架和第二支架，所述第二支架设置在所述第一支架的外侧；
所述第一支架和所述第二支架之间设置有多组第一分隔片；
所述第一支架、所述第二支架和所述多组第一分隔片形成的多个区域中均设置有过滤网。
本申请实施例的一种实现方式中，所述滤网座圈包括第三支架和第四支架，所述第三支架和第四支架相对设置；
所述第三支架和所述第四支架之间设置有多组第二分隔片；
所述第三支架、所述第四支架和所述多组第二分隔片之间形成的多个区域中均设置有过滤网。
本申请实施例的一种实现方式中，所述接口座的底座远离所述进气管的底面上设置有第一空腔；
所述滤网垫圈容纳在所述第一空腔中。
本申请实施例的有益效果至少包括：
本申请实施例提供的碳罐电磁阀，在壳体内靠近进气管的一端设置有滤网垫圈，对混合气体进行过滤；在壳体内靠近出气管的一端设置有滤网座圈，再次对混合气体进行过滤，从而通过双重过滤结构，减少碳罐电磁阀内部的颗粒积附，维持碳罐电磁阀常闭状态下的密封性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种碳罐电磁阀的分解结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种碳罐电磁阀的进气管和出气管的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种碳罐电磁阀的接口座的剖视结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种碳罐电磁阀的阀座的剖视结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种碳罐电磁阀的密封垫圈的俯视结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种碳罐电磁阀的密封座圈的侧视结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种碳罐电磁阀的密封座圈的俯视结构示意图；
图8为本申请实施例提供的一种碳罐电磁阀的导磁壳体的俯视结构示意图；
图9为本申请实施例提供的一种碳罐电磁阀的气流导向示意图；
图10为本申请实施例提供的一种碳罐电磁阀的结构原理示意图。
附图标记分别表示：
1、壳体；11、凸出部；2、进气管；3、出气管；4、阀门组件；41、线圈；42、弹簧；43、阀芯；44、导磁壳体；441、第一挡块组；442、第二挡块组；5、滤网垫圈；51、第一支架；52、第二支架；53、第一分隔片；6、滤网座圈；61、第三支架；62、第四支架；63、第二分隔片；64、通孔；65、第二限位缺口；7、接口座；71、底座；72、接口部；73、第一空腔；74、第二空腔；75、挡边；76、第一限位缺口；77、固定缺口；8、阀座；81、进气段；82、出气段；83、导流段；84、收缩段；85、第一单向阀；9、导流管；91、第二单向阀；10、端盖。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
本申请实施例提供一种碳罐电磁阀，如图1所示，该碳罐电磁阀包括壳体1、阀门组件4、滤网垫圈5和滤网座圈6。其中，壳体1的一端设置有进气管2，壳体1的另一端设置有出气管3。碳罐电磁阀的进气管2与碳罐相连，出气管3与发动机进气系统相连。碳罐中的混合气体经进气管2进入碳罐电磁阀的内部，并通过出气管3进入发动机进气系统。
滤网垫圈5和滤网座圈6配合形成了双重过滤结构。其中，滤网垫圈5设置在壳体1内靠近进气管2的一端，被配置为对从进气管2流出的混合气体进行过滤。滤网座圈6设置在壳体1内靠近出气管3的一端，被配置为在混合气体进入出气管3之前，对混合气体进行过滤。
阀门组件4用于在ECU的控制下改变碳罐电磁阀的启闭状态，其中，阀门组件4包括线圈41、弹簧42和阀芯43。阀芯43被配置为当线圈41断电时，在弹簧42的压力作用下，阻止混合气体进入出气管3；当线圈41通电时，在线圈41的磁力作用下，克服弹簧42的压力移动，使混合气体进入出气管3。本申请的一些实施例中，线圈41的外侧还可设置有导磁壳体44，该导磁壳体44可用于防止线圈41通电时产生的电磁泄露。
本申请实施例提供的碳罐电磁阀，在壳体内靠近进气管的一端设置有滤网垫圈，对混合气体进行过滤；在壳体内靠近出气管的一端设置有滤网座圈，再次对混合气体进行过滤，从而通过双重过滤结构，减少碳罐电磁阀内部的颗粒积附，维持碳罐电磁阀常闭状态下的密封性。
本申请实施例中，如图2所示，壳体1可设置为圆筒状，进气管2可沿壳体1的轴向设置，而出气管3可沿壳体1的径向设置。壳体1的设置有出气管3的一端还可设置有导流管9，导流管9与出气管3的轴向可重合。进气管2与壳体1相连的固定端可包括直径扩大的凸出部11。该凸出部11的直径可小于壳体1的直径。进气管2、突出部11和壳体1的轴向可重合。壳体1远离进气管2的一端还设置有开口(图中未示出)，壳体1上还设置有用于密封该开口的端盖10。本申请的一些实施例中，突出部11可设置为圆筒状，且进气管2、突出部11和壳体1可为一体成型结构。进气管、出气管和导流管也可以对应替换为开口结构。
在汽车燃油蒸发控制系统中，碳罐电磁阀一般需要水平放置在系统管道的最高处，以防止系统管道中燃油蒸汽冷凝形成油液进入碳罐电磁阀的内部，对碳罐电磁阀内部的零件造成影响。本申请实施例中，如图2所示，该凸出部11的内部可为中空结构，且该凸出部11的内部可设置有接口座7。
如图3所示，接口座7可包括相连的底座71和接口部72两部分。接口座7的接口部72可设置在凸出部11的内部，并朝向进气管2的自由端伸出。底座71靠近进气管2的顶面可与壳体1的内壁相接触。底座71远离进气管2的底面上可设置有第一空腔73，滤网垫圈5容纳在第一空腔73中，即滤网垫圈5通过第一空腔73与底座71相连。第一空腔73和接口部72之间可通过第二空腔74连通。该第二空腔74的直径可大于接口部72的直径，且小于第一空腔73的直径，从而增大了从接口部72处流出的混合气体与滤网垫圈5之间的接触面积，提高了过滤效率。
本申请实施例中，凸出部11的内径可大于接口部72的外径，且凸出部11在进气管2的轴向上的长度可大于接口部72在进气管2的轴向上的长度。接口座7和凸出部11之间不相接触，即使进气管2的内壁上存在燃油蒸汽冷凝形成的油液，油液也难以通过接口座7进入碳罐电磁阀的内部，从而降低了油液对碳罐电磁阀的内部零件造成的影响。进一步地，为了避免接口座7外壁上的油液倒流入接口部72，接口部72靠近远离进气管2的顶部的外侧壁上还可设置有一圈挡边75。
类似地，如图2所示，该碳罐电磁阀的壳体1与出气管3相连的一端也可设置有凸出部和接口部结构，该接口部设置在该凸出部的内部，且接口部和凸出部之间不相接触。本申请的一些实施例中，为方便装配及拆卸检查，进气管处的凸出部和接口座之间可为装配结构，而出气管处的凸出部、接口部与外壳之间可为一体成型结构。
本申请实施例中，如图1所示，底座71的外壁上可设置有至少一个第一限位缺口76，图1中仅以第一限位缺口76数量为三个为例示出。对应地，外壳1的内壁上可设置有至少一个限位筋(图中未示出)，限位筋与第一限位缺口76卡接，使接口座7与壳体1固定连接。进一步地，滤网座圈6上也可设置有至少一个第二限位缺口65，限位筋与第二限位缺口65分别卡接，使滤网座圈6与壳体1固定连接。本申请的一些实施例中，阀门组件4中最外侧的导磁壳体44可与该限位筋抵接。底座71的两个第一限位缺口76之间还可设置有固定缺口77，导通线圈41的线缆通过该固定缺口77与电源和/或ECU相连。固定缺口77的宽度可大于第一限位缺口76的宽度。
本申请实施例中，如图5所示，滤网垫圈5可包括第一支架51和第二支架52，第二支架52可设置在第一支架51的外侧。该第一支架51和第二支架52可为圆形，且第一支架51和第二支架52在同一平面上。第一支架51和第二支架52之间可设置有多组第一分隔片53，多组第一分隔片53沿第二支架52的径向设置。多组第一分隔片53对称设置，将第一支架51和第二支架52之间的圆环面等分。第一支架51、第二支架52和多组第一分隔片53形成的多个区域中均设置有过滤网。图5中仅以第一分隔片53的数量为四组为例示出，第一支架51围成的圆面中设置有过滤网，四组第一分隔片53分隔出的四个扇形区域中也设置有滤网。
相应地，如图8所示，导磁壳体44朝向进气管2一侧的底部可为开槽结构，混合气体可经该开槽结构均匀的流向壳体1的内壁。示例性地，导磁壳体44的底部上可设置有两组挡块，两组挡块之间可垂直设置。每组挡块包括对称设置的两个弧形板。其中，第一挡块组441的两个弧形板与第一支架51被多组第一分隔片53分隔且相对的两个圆弧重合。第二挡块组442的两个弧形板与第二支架52被多组第一分隔片53分隔且相对的两个圆弧重合。
如图6和7所示，滤网座圈6可包括第三支架61和第四支架62，第三支架61和第四支架62可相对设置。该第三支架61和第四支架62可为圆形，且第三支架61和第四支架62并不在同一平面上。第三支架61和第四支架62之间可设置有多组第二分隔片63，每组第二分隔片63的长边可沿第三支架61或第四支架62的径向设置；短边可沿第三支架61或第四支架62的轴向设置，且短边的两端可分别连接至第三支架61和第四支架62的圆周侧壁上。第三支架61、第四支架62和多组第二分隔片63之间形成的多个区域中均可设置有过滤网。也就是说，第三支架61和第四支架62可作为底面形成圆柱结构，圆柱的侧面上设置有过滤网，多组第二分隔片63可将第三支架61和第四支架62之间的侧面等分。图7中仅以第二分隔片63的数量为四组为例示出。
滤网垫圈5和滤网座圈6配合形成双重过滤结构，可以有效缓解对单个滤网的精度要求。滤网垫圈5的过滤精度可小于滤网座圈6的过滤精度。滤网垫圈5对经过碳罐电磁阀的混合气体进行首次过滤，有效过滤较大的碳颗粒或杂质，然后混合气体通过滤网座圈6再次进行过滤，最终流向阀芯43处的混合气体携带的颗粒及杂质较少，从而有效减少阀芯43处的颗粒积附。
本申请实施例中，如图1和7所示，第三支架61和第四支架62的中部对应设置有通孔64，该通孔64的直径可等于或略大于阀芯43的直径，使得阀芯43在线圈41的磁力或弹簧42的压力作用下，可在滤网座圈6的内部沿通孔64进行相对移动。相应地，如图1和8所示，线圈41的中部也可设置供阀芯43移动的孔，孔内容纳有弹簧42。
本申请实施例中，该碳罐电磁阀的尾部还可设置有阀座8，阀座8的一端可与滤网座圈6相连。如图1和4所示，该阀座8可包括相连的两部分，第一部分可与滤网座圈6相连。第一部分的内部可设置有进气段81，该进气段81沿阀座8的轴向设置，且该进气段81与滤网座圈6的通孔64的轴向可重合。进气段81的入口可为喇叭形，该碳罐电磁阀处于常闭状态时，阀芯43上的橡胶表面与进气段81的入口相接触(即阀门关闭)，以阻止混合气体从出气管3处流出。
第二部分远离滤网座圈6，该第二部分的内部可沿径向设置有出气段82，出气段82连接进气段81和出气管3。该第二部分上还可设置有导流段83，该导流段83与导流管9相连。出气段82和导流段83之间可通过收缩段84相连，收缩段84的截面积可小于出气段82和导流段83的截面积。导流段83与出气段82的轴向可重合。如图9所示，从导流管9引入的气流通过收缩段84时，导通截面的面积缩小，气流的流速上升而压力下降，对通过进气段81进入出气段82的混合气体形成了吸附压力，使得混合气体加速通过，从而提高了碳罐电磁阀本身的脱附能力。具有该阀座8的碳罐电磁阀，在各开度下对应的气体流量增大，从而使该碳罐电磁阀流量特性能满足更多的使用情况。
本申请实施例中，为避免导流管9引入的气流对碳罐电磁阀的阀门形成反向压力，影响碳罐电磁阀的密封性能及使用性能，如图4所示，阀座8的进气段81上可设置有第一单向阀85。该第一单向阀85被配置为控制混合气体从进气段81到出气段82的单向流动。第一单向阀85可以避免气流通过第一单向阀进入进气段81。进一步地，为避免由于导流管9引入的气流压力过小，使得混合气体从进气段81流出后流入导流段83，如图1所示，还可以在导流管9上设置有第二单向阀91，该第二单向阀91被配置为阻止混合气体从进气段81经导流段83流入导流管9。该碳罐电磁阀的结构原理示意图可如图10所示。
本申请实施例中，碳罐电磁阀的进气管2通过管道连接至活性碳罐，出气管3通过管道连接至发动机进气系统，进气管2连接的管道中的压力大于出气管3连接的管道中的压力，从而形成相对压差。图9为本申请实施例提供的碳罐电磁阀的气流导向示意图。如图9所示，当碳罐电磁阀打开时，活性碳罐中形成的混合气体在压差的作用下进入进气管2，并通过接口座7到达滤网垫圈5，进行过滤。混合气体经过滤网垫圈5后，通过导磁壳体44底部的开槽结构流向壳体1的内壁，并在到达滤网座圈6后，再次进行过滤。然后混合气体从滤网座圈6中间的通孔64流出，进入进气段81，到达第一单向阀85。混合气体穿过第一单向阀85后，在收缩段84形成的吸附压力下，被进一步吸附，促使混合气体经出气段82后从出气管3流出。
本申请实施例提供的碳罐电磁阀，在壳体内靠近进气管的一端设置有滤网垫圈，对混合气体进行过滤；在壳体内靠近出气管的一端设置有滤网座圈，再次对混合气体进行过滤，从而通过双重过滤结构，减少碳罐电磁阀内部的颗粒积附，维持碳罐电磁阀常闭状态下的密封性。
以上仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种碳罐电磁阀，其特征在于，包括：
壳体(1)，所述壳体(1)的一端设置有进气管(2)，所述壳体(1)的另一端设置有出气管(3)；
阀门组件(4)，包括线圈(41)、弹簧(42)和阀芯(43)，所述阀芯(43)被配置为当所述线圈(41)断电时，在所述弹簧(42)的压力作用下，阻止混合气体进入所述出气管(3)；当所述线圈(41)通电时，在所述线圈(41)的磁力作用下，克服所述弹簧(42)的压力移动，使所述混合气体进入所述出气管(3)；
滤网垫圈(5)，设置在所述壳体(1)内靠近所述进气管(2)的一端，被配置为对从所述进气管(2)流出的所述混合气体进行过滤；
滤网座圈(6)，设置在所述壳体(1)内靠近所述出气管(3)的一端，被配置为在所述混合气体进入所述出气管(3)之前，对所述混合气体进行过滤；
碳罐电磁阀还包括阀座(8)，所述阀座(8)的一端与所述滤网座圈(6)相连；
所述阀座(8)靠近所述滤网座圈(6)的一端设置有进气段(81)，所述阀座(8)远离所述滤网座圈(6)一端设置有出气段(82)，所述出气段(82)连接所述进气段(81)和所述出气管(3)；
所述阀座(8)远离所述滤网座圈(6)的一端还设置有导流段(83)；
所述出气段(82)和所述导流段(83)之间通过收缩段(84)相连。
2.根据权利要求1所述的碳罐电磁阀，其特征在于，所述进气管(2)的固定端包括直径扩大的凸出部(11)；
所述凸出部(11)的内部设置有接口座(7)，所述接口座(7)的接口部(72)朝向所述进气管(2)的自由端伸出；
所述凸出部(11)的内径大于所述接口部(72)的外径，且所述凸出部(11)在所述进气管(2)的轴向上的长度大于所述接口部(72)在所述进气管(2)的轴向上的长度。
3.根据权利要求1所述的碳罐电磁阀，其特征在于，所述出气管(3)沿所述壳体(1)的径向设置，所述壳体(1)上与所述出气管(3)相对的一侧还设置有导流管(9)；
所述导流段(83)与所述导流管(9)相连。
4.根据权利要求1所述的碳罐电磁阀，其特征在于，所述阀座(8)的所述进气段(81)上设置有第一单向阀(85)；
所述第一单向阀(85)被配置为控制所述混合气体从所述进气段(81)到所述出气段(82)的单向流动。
5.根据权利要求3所述的碳罐电磁阀，其特征在于，所述导流管(9)上设置有第二单向阀(91)，所述第二单向阀(91)被配置为阻止所述混合气体从所述进气段(81)经所述导流段(83)流入所述导流管(9)。
6.根据权利要求1所述的碳罐电磁阀，其特征在于，所述滤网垫圈(5)包括第一支架(51)和第二支架(52)，所述第二支架(52)设置在所述第一支架(51)的外侧；
所述第一支架(51)和所述第二支架(52)之间设置有多组第一分隔片(53)；
所述第一支架(51)、所述第二支架(52)和所述多组第一分隔片(53)形成的多个区域中均设置有过滤网。
7.根据权利要求1所述的碳罐电磁阀，其特征在于，所述滤网座圈(6)包括第三支架(61)和第四支架(62)，所述第三支架(61)和第四支架(62)相对设置；
所述第三支架(61)和所述第四支架(62)之间设置有多组第二分隔片(63)；
所述第三支架(61)、所述第四支架(62)和所述多组第二分隔片(63)之间形成的多个区域中均设置有过滤网。
8.根据权利要求2所述的碳罐电磁阀，其特征在于，所述接口座(7)的底座(71)远离所述进气管(2)的底面上设置有第一空腔(73)；
所述滤网垫圈(5)容纳在所述第一空腔(73)中。
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