CN113357377A - 碳罐电磁阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种碳罐电磁阀，它包括阀壳体和设置在该阀壳体中的阀机构，所述阀机构包括铁芯和衔铁，其中，所述铁芯包括两个并行布置的分支，这两个分支朝向衔铁延伸并且在背离衔铁的一端相互连接，围绕这两个分支设置有绕线方向相反的线圈，由此能在这两个分支的面对衔铁的端部形成不同的磁极。本发明使得能充分利用线圈通电时产生的磁场的磁能，从而可以有利地增大阀机构的开启力或者减少用于形成线圈的铜线的使用量。

Description

碳罐电磁阀
技术领域
本发明涉及汽车，尤其是汽车的燃油蒸发控制系统。更具体地说，本发明涉及汽车的燃油蒸发控制系统的碳罐，特别是用于碳罐的电磁阀。
背景技术
为了防止汽车油箱中由于燃油(汽油)的挥发而产生的燃油蒸气被排入大气中造成环境污染，并且为了避免燃油的浪费，已知在汽车中设置燃油蒸发控制系统或者燃油蒸气回收利用控制系统。这种系统包括设置在汽车的油箱和发动机之间并且含有活性炭的碳罐，所述碳罐可以接收并利用活性炭的吸附能力暂时存储来自油箱的燃油蒸气，并且可以在发动机工作时将所存储的燃油供应给发动机。为此，通常为碳罐设置碳罐电磁阀，该碳罐电磁阀可以接收来自汽车的电子控制单元的、取决于发动机工况的电脉冲信号，并且响应于该信号而打开或关闭，以使碳罐中的燃油蒸气能在发动机运行期间被送入发动机气缸。
专利文献CN202867992U公开了一种碳罐电磁阀，它包括阀体，所述阀体内设置有线圈组，该线圈组内侧包设有活动铁芯和固定铁芯，这些铁芯之间设置有橡胶垫和弹簧。通过控制施加到线圈组上的电压的大小，可以控制用于活动铁芯的运动的力，由此控制阀体进气道的开度和汽油蒸气的流量。
专利文献CN208295253U公开了一种精准碳罐电磁阀，它包括阀体和安装在所述阀体内的电磁组件。该电磁组件包括绕设有线圈的线圈骨架，所述线圈骨架的孔中设置有静铁芯。该阀体的阀口处设置有活动衔铁。当线圈通电后，活动衔铁可被静铁芯吸附而开启阀口。
然而，现有技术中的已知碳罐电磁阀的阀机构都采用了单螺线管式电磁线圈，也就是仅设置有单个带线圈的定子铁芯。这样，当线圈通电时，现有技术中已知的设计只能利用线圈所产生的电磁场的单极磁性来控制阀的打开，因此磁能利用率比较低。如果想要增大电磁阀的开启力，通常只能使用更多的铜线来增加线圈的绕线匝数。
发明内容
本发明至少旨在解决上述现有技术中的一个或多个问题，并且提出了一种碳罐电磁阀。该碳罐电磁阀的阀机构能充分利用磁能，并且减少用于线圈的铜线的使用量。
具体地说，本发明提供了一种碳罐电磁阀，它包括阀壳体和设置在该阀壳体中的阀机构，所述阀机构包括铁芯和衔铁，其中，所述铁芯包括两个并行布置的分支，这两个分支朝向衔铁延伸并且在背离衔铁的一端相互连接，围绕这两个分支设置有绕线方向相反的线圈，由此能在这两个分支的朝向或者说面对衔铁的端部形成不同的磁极。
在本发明中，术语“并行布置”是指两个分支以大致相同的方向延伸。也就是说，所述两个分支可以大致相互平行地延伸或者相互成一定角度地延伸，只要通过这两个分支产生两个面对衔铁的分开的端部或端面即可。
本发明使得可以利用电磁线圈通电时产生的电磁场的两个磁极来对衔铁施加运动力，克服了已知的单磁极设计的磁能利用率低的问题，使得能充分利用磁能，并且允许减少用于线圈的铜线的使用量。
本发明的碳罐电磁阀具有如下有利的技术特征，这些技术特征可以单独应用或者以任何技术上可能的组合来应用：
-所述铁芯具有U形、V形或者C形的整体形状；
-所述两个分支上的线圈串联连接至电源；
-所述两个分支上分别安装有线圈骨架，各分支的线圈缠绕在相应的线圈骨架上；
-所述两个分支上的线圈并联连接至电源；
-每个线圈骨架均安放在插针座上，并且各线圈骨架上的线圈经由相应插针座中的插针连接电源；
-每个线圈骨架的面对衔铁的端面均具有定位凸起，所述定位凸起能插入所述衔铁上的孔中；
-每个线圈骨架的与插针座相接触的端面均具有附加定位凸起，所述附加定位凸起能插入所述插针座上的孔中；以及
-所述衔铁具有板状的形式，该衔铁上通过注塑工艺一体形成有橡胶块，该橡胶块从该衔铁的两侧伸出，以用于缓冲和密封。
附图说明
通过下面结合附图对本发明的优选实施方式的具体说明，可以进一步理解本发明的原理及应用。在附图中：
图1是根据本发明优选实施例的碳罐电磁阀的主视剖视图；
图2是图1的碳罐电磁阀转动90°后的视图，其中部分剖开以便示出阀机构；以及
图3以放大的比例示出根据本发明优选实施例的阀机构的部分部件在组装状态下的透视图。
具体实施方式
下面通过实施例并且结合附图对本发明的技术方案做进一步的具体说明，所述说明旨在对本发明的总体构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
参见图1-2，碳罐电磁阀包括阀壳体1以及容纳在该阀壳体1中的阀机构2(见图2)。该阀壳体1可以具有旨在与碳罐的输出相连的入口端口11和旨在与发动机进气歧管连通的出口端口12。所述入口端口11和所述出口端口12可以构造成具有管道状部分，以便与碳罐和发动机进气歧管的相应管路相连。
如图1所示，阀壳体1的内部空间可以分成相互连通的两个空腔，其中一个空腔与入口端口11直接相连以用于接纳来自碳罐的气体、具体为燃油蒸气，另一个空腔通向出口端口12并且用于容纳阀机构2。如可从图1-2中看出的，阀壳体1可以包括用于封闭该阀壳体1的内部空间并且与该阀壳体1的其余部分可拆卸地连接的部件、亦即阀盖13。所述出口端口12可以在与阀机构2对应的部位处形成在该阀盖13上。
现在参见图2，阀机构2可以包括不活动的铁芯23以及能活动的衔铁24。所述衔铁24设置在所述铁芯23的一个端部与所述出口端口12之间，并且被诸如弹簧(未示出)的复位机构朝向远离铁芯23的方向推动，由此在图中所示的休止状态下抵靠出口端口12的端部开口以便封闭该出口端口12。
特别地，如图1-2中所示，衔铁24可以具有圆板或圆盘的形式，并且通过橡胶块25保持就位。所述橡胶块25可以具有工字形的截面形状，并且优选与衔铁24一体注塑形成。所述橡胶块25可以起到缓冲件的作用，减小衔铁24与铁芯23之间的碰撞噪音。所述橡胶块25优选定位成密封出口端口12。
根据本发明，如图2所示，铁芯23包括两个并行布置的分支231、232。这两个分支231、232彼此间隔开，并且均朝向衔铁24延伸而各自形成面对所述衔铁24的端部或端面，这些端面优选基本上齐平。在其背离衔铁24的另一端，铁芯23的所述两个分支231、232相互连接而形成一体式构件。
铁芯23的所述两个分支231、232上分别缠绕有线圈211、212，这两个线圈211、212的绕线方向相反。这样，当这两个线圈通电时，可以在铁芯23的两个分支231、232的面对衔铁24的自由端部或端面处形成两个不同的磁极。优选地，所述衔铁24定位成邻近由这些分支的端部形成的磁极。
本发明的铁芯的设计使得感应产生的磁场的磁感线可以集中到铁芯的两个自由端面，并且通过这两个端面以不同的磁极共同吸引衔铁。这样，本发明形成了一种能当线圈通电时向衔铁施加两个磁极的吸引力的双螺线管结构。这充分利用了线圈所产生的磁场的磁能，由此可以显著增大施加到衔铁24以使其运动的力，或者可以在需要同样的开启力的情况下减少线圈的绕组匝数，节省铜线的使用量。
优选地，如图2中所示，铁芯23的两个分支231、232可以是直线形的，它们可以基本上相互平行地在朝向衔铁24的方向上延伸并且在背离衔铁24的端部处通过圆弧形的部分相互连接。这样就形成了U形或者说马蹄形的铁芯23。
这种U形或马蹄形的铁芯结构具有便于加工并且有利于集中两个磁极的磁能等优点。
当然，铁芯23的两个分支231、232也可以彼此成角度地在朝向衔铁24的方向上延伸并且在背离衔铁24的一端直接连接，由此形成整体上V形的形状。或者，所述两个分支231、232可以在背离衔铁24的一端通过直线形部分连成一体，由此具有整体上框形的形状。还可以设想减小图2中示出的分支231、232的长度，由此使铁芯23具有整体上C形的形状。
如图2所示，优选地，围绕铁芯23的各个分支231、232分别安装有线圈骨架221、222。所述两个分支的线圈211、212以相反的方向分别缠绕在所述线圈骨架221、222上。
参见图3，带有线圈211、212的线圈骨架221、222可以安放在插针座26上，并且分别经由安装在该插针座26上的插针271、272连接控制单元或电源。由此，铁芯23的两个分支231、232上的线圈211、212可以以并联的方式连接至共同的电源电极。例如，由这两个线圈211、212形成的两个螺线管的引入线可以都连接电源正极，而其引出线都连接电源负极。
当然，也可以不设置线圈骨架221、222，而是在铁芯23的所述两个分支231、232上直接缠绕两个线圈211、212。此时，所述两个线圈211、212可以由同一条导线例如铜线缠绕而成。在这种情况下，这两个线圈211、212以串联的方式连接至电源电极。
仍参见图3并结合图2，优选地，可以在各个线圈骨架221、222的端面、尤其是朝向衔铁24的端面上设置定位凸起。所述定位凸起例如呈短柱的形式，并且尤其可以插入衔铁24上的对应设置的孔中。
这样，线圈骨架221、222以及由此铁芯23可以被限制而不能横向(即图2中的左右方向)窜动，从而保证了铁芯23与衔铁24的良好且持续的对齐，由此确保了整个阀机构2的正常运行。
还优选地，可以在各个线圈骨架221、222的面对插针座26的端面上设置附加定位凸起(未示出)，所述附加定位凸起例如呈短柱的形式并且可以插入插针座26上对应设置的孔中。这样，可以防止线圈骨架221、222相对于插针座26移位，由此保证线圈与控制单元或电源的良好连接。
当然，定位凸起不限于在此描述并示出的形式，而是可以采用任何能够防止线圈骨架221、222和/或铁芯23移位的结构。
虽然已经结合实施例说明了本发明的总体构思，但本领域技术人员可以理解，在不背离本发明总体构思的原则和精神的情况下，可以对这些实施例做出各自改变和变型。

Claims (9)

1.一种碳罐电磁阀，包括阀壳体和设置在该阀壳体中的阀机构，所述阀机构包括铁芯和衔铁，其特征在于，所述铁芯包括两个并行布置的分支，这两个分支朝向衔铁延伸并且在背离衔铁的一端相互连接，围绕这两个分支分别设置有绕线方向相反的线圈，由此能在这两个分支的面对衔铁的端部形成不同的磁极。
2.根据权利要求1所述的碳罐电磁阀，其特征在于，所述铁芯具有U形、V形或者C形的整体形状。
3.根据权利要求1或2所述的碳罐电磁阀，其特征在于，所述两个分支上的线圈串联连接至电源。
4.根据权利要求1或2所述的碳罐电磁阀，其特征在于，所述两个分支上分别安装有线圈骨架，各分支的线圈缠绕在相应的线圈骨架上。
5.根据权利要求4所述的碳罐电磁阀，其特征在于，所述两个分支上的线圈并联连接至电源。
6.根据权利要求4或5所述的碳罐电磁阀，其特征在于，每个线圈骨架均安放在插针座上，并且各线圈骨架上的线圈经由相应插针座中的插针连接电源。
7.根据权利要求4-6之一所述的碳罐电磁阀，其特征在于，每个线圈骨架的面对衔铁的端面均具有定位凸起，所述定位凸起能插入所述衔铁上的孔中。
8.根据权利要求4-7之一所述的碳罐电磁阀，其特征在于，每个线圈骨架的与插针座相接触的端面均具有附加定位凸起，所述附加定位凸起能插入所述插针座上的孔中。
9.根据前述权利要求之一所述的碳罐电磁阀，其特征在于，所述衔铁具有板状的形式，该衔铁上通过注塑工艺一体形成有橡胶块，该橡胶块从该衔铁的两侧伸出，以用于缓冲和密封。
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