炭罐電磁閥故障淺析

程娟

（神龍汽車有限公司技術中心，湖北 武漢 430056）

炭罐電磁閥故障淺析

程娟

（神龍汽車有限公司技術中心，湖北 武漢 430056）

炭罐電磁閥的泄漏、斷路，引起發動機抖動等問題在神龍公司的很多車型上均有發生。抖動和泄漏一直是困擾電磁閥設計開發的一個難點。本文介紹神龍公司正在使用的3種類型的炭罐電磁閥，以及近幾年來出現的一些常見的電磁閥故障，描述具體的故障現象及解決措施。對后續炭罐電磁閥的設計和故障的解決具有一定的指導意義和經驗反饋作用。

炭罐電磁閥；抖動；泄漏；斷路

炭罐電磁閥是汽車EVAP［1］（汽油蒸發控制系統）的一部分，它是一個執行器，ECU通過PWM信號來控制炭罐電磁閥的打開，活性炭罐內的汽油蒸氣在進氣歧管的真空度作用下被凈化后的空氣帶入氣缸內參與燃燒。這樣不但降低了排放，而且也降低了油耗。炭罐電磁閥在EVAP系統中的作用是精確控制炭罐內的汽油蒸氣進入氣缸內的量。圖1是EVAP系統的一個簡單示意圖，從圖上可以很清楚看到炭罐電磁閥的裝配位置及作用。

1 神龍汽車公司炭罐電磁閥類型簡介

目前神龍汽車公司有3種類型的炭罐電磁閥，分別用在EC／EW（EC：1.6L／1.8L自然吸氣；EW：2.0 L自然吸氣），EP（1.6L渦輪增壓），EB（1.2 L渦輪增壓）發動機上，其中EC／EW和EB外形結構比較相似，內部結構相對簡單一些；而EP的炭罐電磁閥則集成了燃油蒸氣管，有2個出氣口，里面有2個單向閥門，內部結構也復雜得多，是一種比較異形的結構，這也直接導致了零件供應商選擇的局限性。國際上比較大型的炭罐電磁閥供應商有聯合汽車電子（UAES）、法雷奧（Valeo）、大陸（Continental）、青島畢勤（Bitron）等，中國也有一些民營企業的供應商。3種電磁閥的主要特性參數對比見表1。

表1 炭罐電磁閥主要參數

可以看出，EP／EB炭罐電磁閥的流量和泄漏量特性要求是一樣的，但是比EC／EW炭罐電磁閥要求嚴格一點。3種電磁閥在神龍汽車公司應用信息見表2。

表2 炭罐電磁閥應用信息

2 炭罐電磁閥的相關故障

本章節主要總結近幾年來有關炭罐電磁閥的一些故障及解決方法。

2.1 燃油密封檢測炭罐電磁閥泄漏

首先對國家標準GB18352.3—2005《輕型汽車污染物排放限制及測量方法（國Ⅲ、Ⅳ階段）》作一個簡單解讀。該標準在F.7章中描述了生產一致性的要求，要求主機廠在車輛下線后加注汽油前要進行泄漏試驗和通氣試驗。

泄漏試驗要求如下：①堵上蒸發控制系統的通大氣口；②向燃油供給系統施加3.63 kPa±0.10 kPa的壓力；③燃油供給系統壓力穩定后，斷開壓力源；④燃油供給系統壓力源斷開后，5min內壓力降低不得大于0.49kPa。

通氣試驗要求如下：①堵上蒸發控制系統的通大氣口；②向燃油供給系統施加3.63 kPa±0.10 kPa的壓力；③燃油供給系統壓力穩定后，斷開壓力源；④蒸發控制系統通大氣的出口恢復到產品原狀態；⑤燃油供給系統的壓力應在30 s至2 min內降到0.98 kPa以下；⑥在制造廠的要求下，可以采用等效替代方法來證明其通氣能力。在型式核準期間，制造廠應向檢測機構證明其特定程序。

目前工廠對國標GB18352.3泄漏試驗的要求嚴格執行，燃油系統密封性能試驗示意如圖2所示。

整車燃油密封性檢測不通過最早發生在2010年7月在X7車上。神龍公司總裝二廠工藝要求在3.6kPa壓力下保持5 min壓力降小于490 Pa。原車上B點的電磁閥的泄漏壓降為：528Pa，更換A點的電磁閥后泄漏壓降為210Pa。使用泡泡檢測零件，發現B點電磁閥在不通電狀態下出口處有氣泡產生，表明存在一定程度的氣體泄漏，而A點的零件則沒有泄漏。再次在整車上檢測了2件B點的電磁閥后發現，雖然能通過密封測試，但是逼近門檻值。

電磁閥的技術規范中規定，炭罐電磁閥在線上的密封性檢查要求在700mbar壓力下，泄漏量為0.01m3／h，但是并未對低壓力下的密封性作要求，且系統也未對此壓力標定。根據A、B點供應商檢測結果，在36mbar下，A點的泄漏量為0.01 L／h，而B點的泄漏量為1.1 L／h。再次說明A、B點供應商的電磁閥在低壓力下的泄漏還是存在一定的差距。

B點供應商對產品的內部結構分析發現，認為影響產品密封性的一個關鍵點在于炭罐電磁閥上殼體內部閥口的平整度。針對此問題，B點供應商對產品進行了改進，他們對上殼閥口處進行了拋光處理，以保持閥口表面的平整度。同時對產品的外泄漏量加嚴控制到0.5 L／h。經檢驗，改進后的零件與A點的泄漏量相當，都可以滿足二廠檢漏要求。

2.2 EP6炭罐電磁閥泄漏故障

2013年10月，PSA（法國標致雪鐵龍汽車公司）在標定X7／EP6 VRS（線外預批量）階段的車時，發現當炭罐電磁閥100%打開再關閉時，有0.4 kg／h的泄漏；打開50%再關閉，有0.024kg／h的泄漏；PSA認為該泄漏可能導致發動機怠速下熄火。供應商解剖故障件發現電磁閥內部有被異物污染的痕跡（圖3），并在其中一個故障件上做試驗，發現當燃油蒸氣里面的顆

粒物超過80 μm時電磁閥就會發生泄漏，但是實際顆粒物有200μm。如果燃油蒸氣里存在較大顆粒物會導致閥口關閉不嚴，在不通電電磁閥常閉狀態時會有少量燃油蒸氣通過，從而引起泄漏。但是此次的顆粒物既不是閥本身材料的殘留物，也不是在產品生產中產生的，而更像是炭罐里的活性物質。

因為本次泄漏不是由于電磁閥本身的設計原因導致泄漏，而是由于異物導致電磁閥關閉不嚴引起的泄漏，因此泄漏問題的分析方向轉移到炭罐。經檢查，發現炭罐濾網邊緣處也有類似的黑色顆粒物，最后的改進措施是對X7的炭罐進口處增加過濾。之前的過濾網沒有焊接在炭罐上，需要增加焊接工藝。焊接工藝實施后，X7／EP6未再發生類似泄漏事故。

2014年5月，在T9／EP6（標致408配1.6L渦輪增壓發動機）上又發生同樣的泄漏問題，炭罐電磁閥內部污染物及內部污染情況見圖4。從圖4可以看出顆粒物超過1 mm，而且閥體里的單向閥有很嚴重的污染痕跡。該故障最后的改進措施也是對炭罐濾網增加了焊接工藝。

由于第1次泄漏問題的經驗并沒有反饋到其他車型，導致同樣的問題在半年內重復出現。這也再次提醒我們在工作中要及時總結，并做好精益管理中的經驗反饋。在EP6二代機中，PSA也重新定義了炭罐電磁閥的清潔度，根據供應商的試驗結果，將炭罐電磁閥能允許通過的顆粒物定為小于80μm。

2.3 X7車上炭罐電磁閥斷路

2015年9月，X7車在下線跑完跑道后提示有發動機故障，通過診斷工具檢測到的發動機故障碼為P0446，故障碼解析是炭罐電磁閥斷路。在神龍公司總裝二廠用萬用表測量故障電磁閥兩端電阻值是44Ω，大大超出了PCP（供應商零件檢查工藝卡）文件上定義的26±2Ω。故障件返回到供應商處，在線上測量是29.4Ω，反復晃動后測到的電阻值分別是36.7Ω和44Ω。通過X光檢測發現插片未焊接，見圖5。插片未焊接導致幾次測到的電阻值都不同，但是即使最小的電阻也超過了供應商線上規定的最大電阻值28Ω。那么這里就會有2個問題：①超出電阻檢測范圍的零件怎么會流出了生產線；②生產線是否能檢測插片焊接狀態。

供應商對第1個問題的解釋是：當日的生產記錄顯示，曾經調整過焊接工位，懷疑沒有焊接的調試件流入下工位。工人在電阻測試工位工作時，由于產品電阻不穩定，操作失誤，以為是設備接觸不良，手動調整測針，導致產品測試合格，進入到下步裝配工序。針對問題2，供應商承諾在線圈折彎工位增加焊接檢測，防止焊接不良件流入到下一工序，同時修改檢測電阻的程序文件，該程序會無限次地測量電阻，改為只測一次，這也是一個供應商不能自檢出來的bug（缺陷）。

這款產品在神龍公司投產以來一直表現很穩定，未出現過0km的品質問題，這次故障給我們及供應商都提了個醒：即使再穩定的產品及工藝，也會有自身的缺陷。例如在線圈折彎后增加焊接檢測，這在其他炭罐電磁閥供應商處也是沒有的，這對他們來說也將是一個風險。

4 結束語

以上大概總結了近幾年來炭罐電磁閥出現的一些典型故障及解決措施，筆者認為這些經驗對從事炭罐電磁閥開發的工程師具有一定的借鑒和參考作用。當然，還有一些一直困擾我們的問題仍未得到很好的解決，例如1.6 L渦輪增壓發動機上偶然會出現的P0443（發動機故障碼代號），炭罐電磁閥斷路故障，雖然已排查過發動機線束及電磁閥，但仍未找到原因所在；1.2L渦輪增壓發動機上怠速抖動問題等仍在繼續研究中。

［1］朱之亞，魏巍.檢查和排除燃油蒸發排放物控制系統的泄漏.汽車維修與保養，2002（10）：36-39.

（編輯 楊景）

Analyze the Failure of Canister Solenoid Valve

CHENG Juan
（Dongfeng Peugeot Citroen Aotomobile Corporation Technology Center，430056，China）

The leakage and open circuit of canister solenoid valve，engine vibrating，and some kinds of these problems have occurred on many vehicles in DPCA.Vibrating and leakage have been a difficulty for solenoid valve design and development.This paper introduces three types of canister solenoid valve in DPCA，and some common failure occurred in solenoid valve recently，as well as describes specific failure phenomenon and solution.It can give us some guidance and experience feedback for the subsequent design and troubles solutions of canister solenoid valve.

canister solenoid valve；vibrating；leakage；open circuit

U463.6

B

1003－8639（2016）04－0048－03

2015-10-30；

2015-11-19

程娟（1984-），女，湖北黃岡人，工程師，碩士，主要從事動力總成電子電器開發，包括發動機控制單元、發動機轉速傳感器、凸輪軸位置傳感器、壓力溫度傳感器等零部件的開發及故障處理，ABS／ESP軟件開發等。