碳罐電磁閥故障診斷分析

林志雄

摘 要：汽車工業(yè)帶動了經(jīng)濟的發(fā)展。在現(xiàn)代社會隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車污染物的問題也早已經(jīng)成為了人們注重的焦點。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。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

在當今社會，經(jīng)濟的快速發(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的問題則成為了社會關(guān)注的焦點。在汽車環(huán)保和節(jié)能的方面上還需要進一步的努力才能緩解這個方面的問題。

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存設(shè)備的蒸發(fā)這幾個方面。為了更好的解決蒸發(fā)排放的問題，機動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，并利用活性碳罐儲存油蒸汽再適時的輸送到發(fā)動機氣缸燃燒。在很大程度上保護了空氣環(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)

一般說來燃油蒸發(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;由于晝夜溫差和發(fā)動機工作溫度的差異，燃油箱內(nèi)的汽油蒸發(fā)產(chǎn)生的油蒸汽會通過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。當油蒸汽壓力大于碳罐吸附閥門設(shè)定的壓力值時，吸附閥打開，油蒸汽通過蒸汽管進入活性碳罐中，被具有吸附作用的活性碳吸附儲存。發(fā)動機不工作時，ECU會使碳罐電磁閥斷電，關(guān)閉吸氣通道，這樣碳罐中的油蒸汽就不能進入到進氣歧管中，也防止其直接排放。發(fā)動機工作時，周圍環(huán)境溫度升高可以增快油蒸汽進入到碳罐被活性碳吸收，在發(fā)動機達到一定的轉(zhuǎn)速、溫度、空氣流量時，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受壓力影響和新鮮空氣通過閥門進入到進氣歧管再到氣缸進行充分燃燒。表面的HC脫附掉后，活性碳會恢復吸附功能再次工作。

2.2 活性碳罐

活性碳罐在整個燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)中起著一個重要作用。它主要是存儲油箱內(nèi)產(chǎn)生的汽油蒸汽、對其進行吸附和脫附作用，并輸送到進氣管。在發(fā)動機停止運轉(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)的活性碳來實現(xiàn)的。當罐內(nèi)的油蒸汽壓力過高，進氣歧管內(nèi)產(chǎn)生負壓時，電磁閥打開實現(xiàn)油蒸汽的脫附作用，輸送到氣缸內(nèi)燃燒，從而達到蒸發(fā)排放控制的目的。

它的外形以及在發(fā)動機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)計活性碳罐的時候需要同時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)，整個燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)才能達到最佳的工作狀態(tài)。在發(fā)動機熄火不工作時，燃油箱內(nèi)汽油揮發(fā)所產(chǎn)生的油氣會經(jīng)過油箱蓋上的壓力閥和燃油蒸發(fā)管，通過吸附口進入到碳罐內(nèi)被內(nèi)部活性碳吸附并且儲存在罐中;在發(fā)動機啟動工作后，由電子控制單元系統(tǒng)（ECU）控制碳罐電磁閥的通斷，在發(fā)動機達到一定的條件時，電磁閥開啟。由于進氣歧管的負壓作用，此時新鮮空氣會從通氣口進入到碳罐，并與燃油蒸汽被吸附到進氣歧管內(nèi)，最后到達發(fā)動機氣缸內(nèi)進行燃燒。

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)回油管流回的過量汽油流過發(fā)動機零部件時因高溫受熱揮發(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)出的信號控制的，而ECU信號根據(jù)受發(fā)動機轉(zhuǎn)速等因素決定的。常見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)動機電子控制模塊（ECM）施加的占空比信號來控制閥門的開關(guān)，并隨著發(fā)動機工作狀況的差異而發(fā)生變化的。正常情況下發(fā)動機工作溫度達到70℃左右時，電子控制單元系統(tǒng)不定時地控制著碳罐電磁閥的開啟。在中大負荷時，閥門在接收占空比信號后開啟，碳罐內(nèi)的油蒸汽脫附后與新鮮空氣進入到進氣管，此時ECU會根據(jù)空氣流量、節(jié)氣門位置傳感器、水溫、氧傳感器等信號控制噴油量，并適當?shù)臏p少噴油量，保證了有合適的燃料供發(fā)動機工作，也能節(jié)約燃料減少油耗。碳罐電磁閥關(guān)閉后，噴油量恢復正常值，活性碳完成脫附工作再次吸附油蒸汽進入下一個工作循環(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)的故障問題有大有小，在平時行車過程中最常見的就是車輛行駛異響，如果是發(fā)動機在非怠速運轉(zhuǎn)工作時，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，油蒸汽會沿著破損處直接排到大氣中，外部過量空氣經(jīng)過碳罐直接進入到進氣歧管，使混合氣濃度過稀導從而引起不定時的唑車現(xiàn)象。不僅浪費了燃料還對其工作產(chǎn)生影響。活性碳罐的空氣入口和過濾網(wǎng)積累過多雜質(zhì)堵塞還會導致發(fā)動機怠速不穩(wěn)或者加速無力。碳罐電磁閥損壞或者控制線路損壞都會導致發(fā)動機出現(xiàn)熄火或者啟動困難的問題。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程中，若發(fā)動機受潮，線圈可能會因此引發(fā)絕緣性能差或者漏磁，還可能會造成線圈內(nèi)的電流過大而引起線路燒毀的現(xiàn)象。最常見的碳罐電磁閥故障是發(fā)生拒動現(xiàn)象。發(fā)生這類問題時，可以從三個方面進行檢查。首先查看電磁閥的接頭處是否有松動或者脫落，如果有應立即采取緊固措施，避免異物掉入接口處或者接口處線路燒掉。所以過水車或長期被水浸濕的發(fā)動機應該按時檢查發(fā)動機各部件，條件允許最好做好電磁閥部門防水防潮的措施，以免影響整個排放控制系統(tǒng)工作。其次利用萬用表等檢測工具檢查電磁閥線圈是否導通。不導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)時都是單件配套的原因，在使用過程中一旦有大量機械雜質(zhì)掉入滑閥套和閥芯之間的間隙中，或者潤滑油不足時，就會出現(xiàn)閥門卡住的現(xiàn)象。這時需要將拆下的電磁閥拆解，取出閥芯和滑閥套進行清潔工作之后變可以將異物清除，添加足夠潤滑油之后再進行重新安裝。

碳罐電磁閥電路開路或者是閉路導致閥門處于常開狀態(tài)。碳罐電磁閥一直閉合時，活性碳罐里儲存的油蒸汽就會越積越多，嚴重還會導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)壓力過大，大氣壓力偏低促使通氣口閥打開，油蒸汽會直接排放到空氣中來，還有可能散發(fā)到駕駛艙。所以車主會感覺到在駕駛過程中會經(jīng)常聞到嗆鼻的汽油味。這樣一來不僅浪費了燃油資源還會導致碳罐無法正常工作。相反，在發(fā)動機工作時，碳罐電磁閥長期打開，進氣歧管混合氣濃度變稀。這時發(fā)動機還沒有到達一定轉(zhuǎn)速以及合適的條件，ECU并沒有向碳罐電磁閥發(fā)送開啟的信號，這也就意味著噴油量一直處于正常狀態(tài)，就會造成發(fā)動機易熄火或者不易啟動、油耗過高的現(xiàn)象。

車輛運行時的數(shù)據(jù)流是能夠反映發(fā)動機工作狀況的，針對類似碳罐電磁閥這種隱蔽性比較強的故障，在無法快速確定出發(fā)動機的故障原因時，可以通過分析數(shù)據(jù)流來判斷出車輛故障的大概范圍，再進行詳細的檢查。通過上網(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該遵循“觀察故障現(xiàn)象、查閱相關(guān)資料、檢測故障碼、分析數(shù)據(jù)流、排查原因”的規(guī)則，利用逐項排除法縮小故障范圍。

5 結(jié)束語

綜上所述，在對汽車碳罐電磁閥故障診斷過程中，應對該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有一個全面的了解，針對以往常出現(xiàn)的故障類型，應采取有效的措施進行檢修，找出故障發(fā)生的具體部位，進行針對性的故障排除。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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