碳罐电磁阀故障诊断分析

林志雄

摘 要：汽车工业带动了经济的发展。在现代社会随着汽车行业的快速发展，汽车污染物的问题也早已经成为了人们注重的焦点。燃油蒸发控制系统是为了防止汽油蒸汽直接排放到大气中污染空气，减少燃油资源浪费。碳罐电磁阀属于燃油蒸发排放控制的一部分，文中介绍了碳罐的作用、基本原理，与碳罐工作性能相关因素，这些因素直接性地影响着碳罐性能的好坏，对碳罐电磁阀的工作也有间接性的影响。

关键词：燃油蒸发控制系统;碳罐电磁阀;故障

1 引言

在当今社会，经济的快速发展促使了人民生活水平的提高。在生活中，汽車也早已经成为人们出行的主要交通工具之一。汽车污染和燃油能源危机的问题则成为了社会关注的焦点。在汽车环保和节能的方面上还需要进一步的努力才能缓解这个方面的问题。

汽车污染物主要有尾气的排放、曲轴箱泄露和油箱化油器等燃料储存设备的蒸发这几个方面。为了更好的解决蒸发排放的问题，机动车普遍使用燃油蒸发控制系统。它防止了油蒸汽直接排放到大气中，并利用活性碳罐储存油蒸汽再适时的输送到发动机气缸燃烧。在很大程度上保护了空气环境，节约了燃油资源。碳罐电磁阀在碳罐工作中起着举足轻重的作用。一方面它决定着整个蒸发控制系统是否在正常工作，另一方面它也调节着系统中的压力使之处于平稳状态。

2 燃油蒸发控制系统的结构

一般说来燃油蒸发控制系统主要包括有活性碳罐、油箱、脱附控制阀、脱附控制阀、集液器、水截止阀、支架和管路等部件。装有车载诊断系统OBD的燃油蒸发控制系统还会包括有气泵、电磁阀以及压力传感器等部件。不同车型的燃油蒸发控制系统也会有稍许差别，但是其工作原理都是大同小异的。

2.1 工作原理

汽油的挥发性极强;由于昼夜温差和发动机工作温度的差异，燃油箱内的汽油蒸发产生的油蒸汽会通过通气孔直接排放到大气中。燃油蒸发控制系统的作用主要就体现在这里了。当油蒸汽压力大于碳罐吸附阀门设定的压力值时，吸附阀打开，油蒸汽通过蒸汽管进入活性碳罐中，被具有吸附作用的活性碳吸附储存。发动机不工作时，ECU会使碳罐电磁阀断电，关闭吸气通道，这样碳罐中的油蒸汽就不能进入到进气歧管中，也防止其直接排放。发动机工作时，周围环境温度升高可以增快油蒸汽进入到碳罐被活性碳吸收，在发动机达到一定的转速、温度、空气流量时，碳罐电磁阀受ECU控制开启或者闭合，从而控制真空控制阀开口的大小。在真空控制阀打开后汽油蒸汽会受压力影响和新鲜空气通过阀门进入到进气歧管再到气缸进行充分燃烧。表面的HC脱附掉后，活性碳会恢复吸附功能再次工作。

2.2 活性碳罐

活性碳罐在整个燃油蒸发控制系统中起着一个重要作用。它主要是存储油箱内产生的汽油蒸汽、对其进行吸附和脱附作用，并输送到进气管。在发动机停止运转之后，能够避免油蒸汽直接排放逸入大气中。碳罐吸附油蒸汽主要是靠罐内的活性碳来实现的。当罐内的油蒸汽压力过高，进气歧管内产生负压时，电磁阀打开实现油蒸汽的脱附作用，输送到气缸内燃烧，从而达到蒸发排放控制的目的。

它的外形以及在发动机上的安装位置都是根据车型的不同而有所变化的。在设计活性碳罐的时候需要同时考虑到碳罐的吸附和脱附性能，只有这两种性能保持在良好状态，整个燃油蒸发排放控制系统才能达到最佳的工作状态。在发动机熄火不工作时，燃油箱内汽油挥发所产生的油气会经过油箱盖上的压力阀和燃油蒸发管，通过吸附口进入到碳罐内被内部活性碳吸附并且储存在罐中;在发动机启动工作后，由电子控制单元系统（ECU）控制碳罐电磁阀的通断，在发动机达到一定的条件时，电磁阀开启。由于进气歧管的负压作用，此时新鲜空气会从通气口进入到碳罐，并与燃油蒸汽被吸附到进气歧管内，最后到达发动机气缸内进行燃烧。

3 碳罐电磁阀

由于外部空气和排气管的热辐射变热，以及从系统回油管流回的过量汽油流过发动机零部件时因高温受热挥发的原因，燃油箱中的汽油挥发因此产生了蒸发排放物。碳罐电磁阀是控制燃油蒸汽进入气缸的开关，可以使空燃比控制更加精确和利于自诊断，还能降低汽车污染物的排放、降低油耗。

碳罐电磁阀的打开或闭合都是受电子控制单元系统发出的信号控制的，而ECU信号根据受发动机转速等因素决定的。常见的碳罐电磁阀是由电磁部分和阀体组成。电磁的主要组成部分有静铁芯、动铁芯、线圈、控制连接线等部件，阀体部分主要有弹簧、弹簧底座、滑阀芯、滑阀套等。

3.1 工作原理

碳罐电磁阀电磁线圈是由发动机电子控制模块（ECM）施加的占空比信号来控制阀门的开关，并随着发动机工作状况的差异而发生变化的。正常情况下发动机工作温度达到70℃左右时，电子控制单元系统不定时地控制着碳罐电磁阀的开启。在中大负荷时，阀门在接收占空比信号后开启，碳罐内的油蒸汽脱附后与新鲜空气进入到进气管，此时ECU会根据空气流量、节气门位置传感器、水温、氧传感器等信号控制喷油量，并适当的减少喷油量，保证了有合适的燃料供发动机工作，也能节约燃料减少油耗。碳罐电磁阀关闭后，喷油量恢复正常值，活性碳完成脱附工作再次吸附油蒸汽进入下一个工作循环。除此之外，它还受阀体两侧的压力影响着。

4 碳罐电磁阀故障诊断分析

碳罐相关的故障问题有大有小，在平时行车过程中最常见的就是车辆行驶异响，如果是发动机在非怠速运转工作时，电磁阀产生声响，这种现象是正常的。一旦碳罐系统中的管路发生破损，油蒸汽会沿着破损处直接排到大气中，外部过量空气经过碳罐直接进入到进气歧管，使混合气浓度过稀导从而引起不定时的唑车现象。不仅浪费了燃料还对其工作产生影响。活性碳罐的空气入口和过滤网积累过多杂质堵塞还会导致发动机怠速不稳或者加速无力。碳罐电磁阀损坏或者控制线路损坏都会导致发动机出现熄火或者启动困难的问题。因而，燃油蒸发控制系统工作性能与组成部件之间都是息息相关的。

碳罐电磁阀在工作使用的过程中，若发动机受潮，线圈可能会因此引发绝缘性能差或者漏磁，还可能会造成线圈内的电流过大而引起线路烧毁的现象。最常见的碳罐电磁阀故障是发生拒动现象。发生这类问题时，可以从三个方面进行检查。首先查看电磁阀的接头处是否有松动或者脱落，如果有应立即采取紧固措施，避免异物掉入接口处或者接口处线路烧掉。所以过水车或长期被水浸湿的发动机应该按时检查发动机各部件，条件允许最好做好电磁阀部门防水防潮的措施，以免影响整个排放控制系统工作。其次利用万用表等检测工具检查电磁阀线圈是否导通。不导通则需要更换新的碳罐电磁阀。由于电磁阀的结构特殊、生产时都是单件配套的原因，在使用过程中一旦有大量机械杂质掉入滑阀套和阀芯之间的间隙中，或者润滑油不足时，就会出现阀门卡住的现象。这时需要将拆下的电磁阀拆解，取出阀芯和滑阀套进行清洁工作之后变可以将异物清除，添加足够润滑油之后再进行重新安装。

碳罐电磁阀电路开路或者是闭路导致阀门处于常开状态。碳罐电磁阀一直闭合时，活性碳罐里储存的油蒸汽就会越积越多，严重还会导致油蒸汽液化直到浸透罐内的活性碳，活性碳的工作性能减小。罐内压力过大，大气压力偏低促使通气口阀打开，油蒸汽会直接排放到空气中来，还有可能散发到驾驶舱。所以车主会感觉到在驾驶过程中会经常闻到呛鼻的汽油味。这样一来不仅浪费了燃油资源还会导致碳罐无法正常工作。相反，在发动机工作时，碳罐电磁阀长期打开，进气歧管混合气浓度变稀。这时发动机还没有到达一定转速以及合适的条件，ECU并没有向碳罐电磁阀发送开启的信号，这也就意味着喷油量一直处于正常状态，就会造成发动机易熄火或者不易启动、油耗过高的现象。

车辆运行时的数据流是能够反映发动机工作状况的，针对类似碳罐电磁阀这种隐蔽性比较强的故障，在无法快速确定出发动机的故障原因时，可以通过分析数据流来判断出车辆故障的大概范围，再进行详细的检查。通过上网查询或者查找相关资料等方法收集资料找出故障可能发生的原因并用排除法排除直到找到故障源头并排除故障。汽车电控故障诊断应该遵循“观察故障现象、查阅相关资料、检测故障码、分析数据流、排查原因”的规则，利用逐项排除法缩小故障范围。

5 结束语

綜上所述，在对汽车碳罐电磁阀故障诊断过程中，应对该系统结构有一个全面的了解，针对以往常出现的故障类型，应采取有效的措施进行检修，找出故障发生的具体部位，进行针对性的故障排除。除此之外，车主的合理使用也是十分关键的。例如在使用过程中活性碳罐需要定期更换才能保证最佳的工作状态。

参考文献：

[1]钱国刚，许忠厚，孙大立.汽车燃油蒸发排放控制的发展方向[J].车用发动机，2003（04）.

[2]刘鑫.车辆燃油蒸发控制技术及炭罐内流场数值模拟研究[D].2011（05）.

[3]陈昌建，王忠良，刘伟哲，王再宙.日产颐达轿车燃油蒸发排放系统故障诊断[J].公路与汽车，2010（08）.