带压差传感器的电磁阀的制作方法

1.本发明涉及电磁阀技术领域，特别涉及一种带压差传感器从而使得发动机的空燃比更稳定的电磁阀。


背景技术：

2.车用加油油气回收系统(onboard refueling vapor recovery简称orvr)是一种车辆油气的回收管理系统，它能够收集加油过程以及油汽蒸发过程中，从油箱中排出的燃油蒸汽；目前汽油挥发的有机物voc(volatile organic pound)即挥发性的hc化合物，已经是我国一线城市大气污染的主要污染源之一，对人体产生伤害并且是光化学烟雾的前体物；欧美从上世纪七十年代开始进行油气回收相关的研究和改善工作，并取得了可观的经济效益和环保收益。
3.随着国内经济的高速发展，以及新一代排放标准的强制推行，汽车保有量提升与环境污染严重的矛盾日益激化，提升燃油蒸汽利用率、降低hc化合物排放成为一个亟待解决的行业问题。
4.现有技术中，在我国生产的机动车使用脱附电磁阀，其脱附控制主要依赖ecm的控制；由于发动机转速会影响发动机进气端的负压，同时发动机高转速时车体温度的上升也将导致燃油蒸汽量的增加，油箱压力也因此上升，脱附电磁阀阀口两端的压差极不稳定，因此脱附电磁阀工作需参考发动机转速、水箱温度、油箱压力的参数，需要各参数均满足特定条件，控制系统复杂，不利于油气脱附的稳定工作。
5.因此，现有技术车用加油油气回收系统使用的脱附电磁阀还有提升的地方。


技术实现要素：

6.针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种用于油气回收系统，带压差传感器从而使得发动机的空燃比更稳定的电磁阀，以解决现有技术的问题。
7.为实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：
8.一种带压差传感器的电磁阀，用于油气回收系统，所述电磁阀包括：阀体、压差传感器和阀芯；所述压差传感器和阀芯设置在所述阀体上；所述阀体包括上阀盖、中隔板和下阀盖，所述上阀盖、中隔板和下阀盖将所述阀体的内部分隔为上容置腔和下容置腔；所述上阀盖包括进气口，所述进气口连接所述上容置腔，所述下阀盖包括排气口，所述排气口连接所述下容置腔；所述中隔板开设一阀门通孔，所述阀芯的动芯组件活动连接所述阀门通孔；所述中隔板还开设一压差通孔，所述中隔板在所述压差通孔的周围两侧开设轴向凸出的管道压差气口，所述压差传感器的一侧连接所述压差通孔，位在所述上容置腔的所述管道压差气口为所述压差传感器的高压气口，所述高压气口与所述进气口连通；位在所述下容置腔的所述管道压差气口为所述压差传感器的低压气口，所述低压气口与所述排气口连通，所述压差传感器用于监测所述进气口和排气口的压力差。
9.进一步的，所述压差传感器设置在所述下容置腔内，位于气流流场的静流区处。
10.进一步的，所述中隔板在所述阀门通孔的两侧开设轴向凸出的阀门气路管道，所述阀门气路管道的开口位在所述上容置腔一侧的为阀门入口，位在所述下容置腔一侧的为阀门出口，所述压差传感器的高压气口与所述阀门入口并排设置，所述压差传感器的低压气口与所述阀门出口并排设置。
11.进一步的所述电磁阀还包括压差传感器连接器，所述压差传感器连接器电性连接所述压差传感器，用于输出所述压差传感器的信息。
12.进一步的，所述电磁阀还包括电磁阀连接器，所述电磁阀连接器电性连接所述阀芯,用于接收pwm信号控制所述阀芯流体的输出量。
13.进一步的，所述阀芯还包括：弹簧、线圈组件和密封部件；所述线圈组件包括线圈、线圈骨架、挡铁、盖板、阀座和包裹线圈的轭铁，并且所述挡铁固定连接一根导向轴；所述线圈组件以塑料包覆，所述线圈一端插入所述挡铁并配合所述盖板，所述线圈的另外一端配合所述阀座，所述阀座与轭铁相连，并且所述轭铁将所述线圈整体包裹，所述动芯组件滑动连接所述导向轴。
14.进一步的，所述电磁阀的排气口处设置有单向膜片。
15.进一步的，所述电磁阀的进气口处设置有滤网。
16.本技术的目的是：设计一款更加具有效率的电磁阀，其出、入口两端的气压差受电磁阀内部的压差传感器监测，当发动机达到高转速时，电磁阀开始工作，脱附流量随压差大小变化，压差越大所控制比例电磁阀的占空比越低，以此保证油蒸汽进入发动机的混合气进气量趋于稳态值，从而使得发动机的空燃比(air/fuel ratio简称a/f)更稳定，解决现有技术脱附电磁阀较为复杂而苛刻的脱附条件，以简化脱附的工作过程并且从设计上提升油气的脱附效率，达到提升油气脱附阀可靠性、降低油气排放的目的。
17.本技术达到的目的具体包括以下几点：
18.一、将压差传感器集成于电磁阀中，将现有设计中两个压力传感器的功能完全由压差传感器替代，可以满足原有设计的效果，同时配置上更简洁，提升碳罐脱附功能的可靠性；
19.二、将压差传感器的高压气口、低压气口与电磁阀的阀门装置并排排布，即所述压差传感器压力口一端监测电磁阀进气口处压力，所述压差传感器压力口另一端监测电磁阀排气口处压力，通过压差传感器的信号变换与否，判断电磁阀的工作状态，以此实现电磁阀的故障检测；
20.三、压差传感器位于电磁阀进排气部位，能实时反馈电磁阀的进排口两端的压差值，因此为电磁阀输出流量的精确调节提供了有利条件；
21.四、压差传感器与电磁阀进排气口一体成型，减小两者共存的空间，使产品更具小型化、轻量化。
22.与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
23.1、本技术在满足原有设计的效果基础上，同时配置上更简洁，压差传感器与电磁阀进出气口一体成型，减小两者共存的空间，产品更小型化、轻量化,成本低；
24.2、本技术以简化脱附的工作过程并且从设计上提升油气的脱附效率；
25.3、本技术保证油蒸汽进入发动机的混合气进气量趋于稳态值，实现电磁阀输出流量的精确调节，从而使得发动机的空燃比更稳定；
26.4、本技术提升油气脱附阀可靠性、降低油气排放；
27.5、本技术通过压差传感器的信号变换与否，判断电磁阀的工作状态，以此实现电磁阀的故障检测。
28.当然，实施本发明内容的任何一个具体实施例，并不一定同时具有以上全部的技术效果。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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。
30.图1为本技术电磁阀的外观示意图；
31.图2为图1的主视图；
32.图3为图1的后视图；
33.图4为图2中a-a截面图；
34.图5为图2中b-b截面图；
35.图6为图5的部分放大图；
36.图7为本技术电磁阀的部分结构示意图；
37.图8为电磁阀全开时油箱的油气排放过程示意图；
38.图9为电磁阀初始压差及相对应的控制占空比示意图；
39.图10为经电磁阀精确控制的流量输出曲线示意图；
40.图11为脱附过程引起的压力变化曲线示意图；
41.图12为根据压差反馈值所对应的占空比控制曲示意图线。
具体实施方式
42.以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。另外，为了避免对本发明的实质造成不必要的混淆，并没有详细说明众所周知的方法、过程、流程、元件等。
43.请参考图1到图7为本技术电磁阀的外观示意图以及剖开图，本技术的带压差传感器的电磁阀，用于油气回收系统，如图所示，所述电磁阀包括：阀体、压差传感器20和阀芯3；所述压差传感器20和阀芯3设置在所述阀体上，如图5所示，为了便于说明，本技术的图5为逆时针旋转90度的示意图，所述压差传感器20和阀芯3是设置在所述阀体的内部；如图4和图5所示，所述阀体包括上阀盖11、中隔板12和下阀盖13，所述中隔板12位于所述上阀盖11和下阀盖13之间，所述上阀盖11、中隔板12和下阀盖13将所述阀体的内部分隔为上容置腔和下容置腔；图5中，所述上容置腔就是所述上阀盖11和中隔板12之间的容置空间，所述下容置腔就是所述下阀盖13和中隔板12之间的容置空间。
44.另外，所述上阀盖11包括进气口111，所述进气口111连接所述上容置腔，在工作
时，流体从所述进气口111进入所述上容置腔形成压力；所述下阀盖13包括排气口131，所述排气口131连接所述下容置腔，本实施例中，所述排气口131的数量是两个，但是不能用来限制本技术，在工作时，流体从所述排气口131排出所述电磁阀；图6中，所述中隔板12开设一阀门通孔121，所述阀芯3的动芯组件31活动连接所述阀门通孔121，所述动芯组件31和所述阀门通孔121的开合决定流体通过所述阀门通孔121的通和止。
45.图5中，所述中隔板12还开设一压差通孔122，所述中隔板12在所述压差通孔122的周围两侧开设轴向凸出的管道压差气口，所述压差传感器20的一侧连接所述压差通孔122，本技术实施例中，所述压差传感器20装配在所述下容置腔，位在所述上容置腔的所述管道压差气口为所述压差传感器20的高压气口21，所述高压气口21与所述进气口111连通；位在所述下容置腔的所述管道压差气口为所述压差传感器20的低压气口22，所述低压气口22与所述排气口131连通，所述压差传感器20用于监测所述进气口111和排气口131的压力差，也就是所述高压气口21与所述低压气口22的压力差；所述电磁阀的气体输出流量基于所述压差传感器20的反馈值确定，也就是所述电磁阀的开启关闭状态可以根据所述压差传感器20的信号变化进行判断，在一些实施例中，有利于油气脱附的稳定工作；此外，在一些实施例中，可以保证油蒸汽进入发动机的混合气进气量趋于稳态值，从而使得发动机的空燃比更稳定；另外，在一些实施例中，以此可以完成对电磁阀的故障检查。
46.图5中，所述压差传感器20设置在所述下容置腔内，位于气流流场的静流区处，也就是在所述电磁阀内部远离进气口、远离排气口以及远离狭窄的流通部位，处于压力较稳定部位，同时所述压差传感器的高压气口21和低压气口22设置轴向凸出的管道压差气口，所述管道压差气口的管壁形成挡流板，避免气体流动对压差传感器20的直接冲击，压差传感器20受紊流气体引起的感应误差更小，进而能检测电磁阀进气口和电磁阀排气口的真实压差值。
47.图6中，所述中隔板12在所述阀门通孔121的两侧开设轴向凸出的阀门气路管道，所述阀门气路管道的开口位在所述上容置腔一侧的为阀门入口1211，位在所述下容置腔一侧的为阀门出口1212，所述压差传感器20的高压气口21与所述阀门入口1211并排设置，所述压差传感器20的低压气口22与所述阀门出口1212并排设置；在工作时，流体从所述进气口111进入所述上容置腔，并在所述动芯组件31和所述阀门通孔121呈开启状态时，从所述阀门入口1211进入从所述阀门出口1212流入所述下容置腔，接着从所述排气口131排出。
48.如图1所示，所述电磁阀还包括压差传感器连接器4，所述压差传感器连接器4电性连接所述压差传感器20，用于输出所述压差传感器20的信息,例如输出信息给车用电脑(整车控制单元)。此外，所述电磁阀还包括电磁阀连接器5，所述电磁阀连接器5电性连接所述阀芯3，用于接收pwm信号控制所述阀芯流体的输出量，例如车用电脑将所述压差传感器20的信息转化为pwm信号；所述电磁阀是以pwm信号控制，可根据所述压差传感器20的反馈值调整pwm信号的占空比，同时所述电磁阀的工作状态可以根据所述压差传感器的信号变化值进行确认，精确控制所述电磁阀的排气口流体的输出量，例如，实时获取的压差传感器的反馈值增加，减小电磁阀的pwm信号占空比；实时获取的压差传感器的反馈值减小，增大电磁阀的pwm信号占空比。
49.如图6所示，所述阀芯3还包括：弹簧32、线圈组件33和密封部件34；所述线圈组件33包括线圈、线圈骨架、挡铁、盖板、阀座和包裹线圈的轭铁，并且所述挡铁固定连接一根导
向轴；所述线圈组件33以塑料包覆，所述线圈一端插入所述挡铁并配合所述盖板，所述线圈的另外一端配合所述阀座，所述阀座与轭铁相连，并且所述轭铁将所述线圈整体包裹，所述动芯组件31滑动连接所述导向轴。
50.如图7所示，所述电磁阀的排气口131处设置有单向膜片6，所述单向膜片6的功能在于防止流体倒灌进入所述阀体中。另外，如图5所示，所述电磁阀的进气口处设置有滤网7，所述滤网7的功能在于防止流体中的杂质从所述阀体排出影响油气回收系统的效能。
51.以下以实施情况说明本技术电磁阀的积极效果。
52.实施情况1：
53.1、图8中，当100升的油箱处于高压状态时(压差传感器反馈较大压差值)，此时若电磁阀完全开启将引起大量的油气吸入到发动机中(电磁阀完全开启的油箱泄压过程如图8所示，从35kpa到2kpa)，此时给予电磁阀的较低占空比控制信号，从而降低电磁阀输出的气体量，相应的发动机进气中的油气量降低，从而空燃比达到安全值范围，图9为电磁阀初始压差及相对应的控制占空比示意图,图中的线条为排气过程线(purge process)；
54.2、随着脱附过程的进行，油箱压力下降，此时压差传感器的反馈值也相应降低，如图11所示，车速在每小时40公里的油箱压力线以及压差线图，此时根据压差传感器反馈值的压差下降的速率，逐渐提升控制电磁阀的占空比(如图12所示排气过程图，实线为压差线，断线为占空比线)，以提升电磁阀输出的流量，弥补压差降低引起的流量下降，从而使得发动机进气的油气混合气体流量趋于稳定值(如图10所示，车速在每小时40公里的排气流量线图)，油气脱附的工作稳定进行；
55.根据以上两步的实施，从而实现通过压差传感器的信号反馈值匹配电磁阀控制信号的占空比。
56.实施例2：
57.1、所述压差传感器的高压气口、低压气口与电磁阀的阀门入口、阀门出口并排布置，即所述压差传感器一端监测电磁阀的进气口一侧压力，所述压差传感器另一端监测电磁阀的排气口一侧压力；此处的优势点在于，所述电磁阀进气口、排气口与压差传感器的两端口在同一部位，距离较近，能实时反馈电磁阀两端的压差值，同时也能根据压差传感器的反馈值判断电磁阀的启闭状态(如图12所示)，以此可以完成对电磁阀的故障检查。
58.实施例3：
59.1、所述电磁阀的进气口与排气口内部设置有容置空间(如图7所示)，所述压差传感器设置于电磁阀的阀体中气流流场的静流区处，即所述电磁阀内部远离进气口、远离排气口以及远离狭窄的流通部位，处于压力较稳定部位，同时所述压差传感器的高压气口21和低压气口22设置轴向凸出的管道压差气口，所述管道压差气口的管壁形成挡流板，避免气体流动对压差传感器的直接冲击，压差传感器受紊流气体引起的感应误差更小，能检测电磁阀的进气口和排气口两端的真实压差值。
60.本技术的设计理念是：电磁阀的压差传感器的高压气口、低压气口与阀芯相应气口并联；电磁阀的气体输出的流量及压力受pwm信号的占空比控制，而所述占空比值根据压差传感器的反馈值进行匹配。另外，电磁阀的开启关闭状态可以根据所述压差传感器的压力信号变化进行判断，从而使得发动机的空燃比更稳定。
61.与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
62.1、本技术在满足原有设计的效果基础上，同时配置上更简洁，压差传感器与电磁阀进出气口一体成型，减小两者共存的空间，产品更小型化、轻量化,成本低；
63.2、本技术以简化脱附的工作过程并且从设计上提升油气的脱附效率；
64.3、本技术保证油蒸汽进入发动机的混合气进气量趋于稳态值，实现电磁阀输出流量的精确调节，从而使得发动机的空燃比更稳定；
65.4、本技术提升油气脱附阀可靠性、降低油气排放；
66.5、本技术通过压差传感器的信号变换与否，判断电磁阀的工作状态，以此实现电磁阀的故障检测。
67.发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。以上公开的仅仅是本发明的较佳实施例，但并非用来限制其本身，任何熟习本领域的技术人员在不违背本发明精神内涵的情况下，所做的均等变化和更动，均应落在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种带压差传感器的电磁阀，用于油气回收系统，其特征在于，所述电磁阀包括：阀体、压差传感器和阀芯；所述压差传感器和阀芯设置在所述阀体上；所述阀体包括上阀盖、中隔板和下阀盖，所述上阀盖、中隔板和下阀盖将所述阀体的内部分隔为上容置腔和下容置腔；所述上阀盖包括进气口，所述进气口连接所述上容置腔，所述下阀盖包括排气口，所述排气口连接所述下容置腔；所述中隔板开设一阀门通孔，所述阀芯的动芯组件活动连接所述阀门通孔；所述中隔板还开设一压差通孔，所述中隔板在所述压差通孔的周围两侧开设轴向凸出的管道压差气口，所述压差传感器的一侧连接所述压差通孔，位在所述上容置腔的所述管道压差气口为所述压差传感器的高压气口，所述高压气口与所述进气口连通；位在所述下容置腔的所述管道压差气口为所述压差传感器的低压气口，所述低压气口与所述排气口连通，所述压差传感器用于监测所述进气口和排气口的压力差。2.根据权利要求1所述的带压差传感器的电磁阀，其特征在于，所述压差传感器设置在所述下容置腔内，位于气流流场的静流区处。3.根据权利要求1所述的带压差传感器的电磁阀，其特征在于，所述中隔板在所述阀门通孔的两侧开设轴向凸出的阀门气路管道，所述阀门气路管道的开口位在所述上容置腔一侧的为阀门入口，位在所述下容置腔一侧的为阀门出口，所述压差传感器的高压气口与所述阀门入口并排设置，所述压差传感器的低压气口与所述阀门出口并排设置。4.根据权利要求3所述的带压差传感器的电磁阀，其特征在于，所述电磁阀还包括压差传感器连接器，所述压差传感器连接器电性连接所述压差传感器，用于输出所述压差传感器的信息。5.根据权利要求4所述的带压差传感器的电磁阀，其特征在于，所述电磁阀还包括电磁阀连接器，所述电磁阀连接器电性连接所述阀芯,用于接收pwm信号控制所述阀芯流体的输出量。6.根据权利要求5所述的带压差传感器的电磁阀，其特征在于，所述阀芯还包括：弹簧、线圈组件和密封部件；所述线圈组件包括线圈、线圈骨架、挡铁、盖板、阀座和包裹线圈的轭铁，并且所述挡铁固定连接一根导向轴；所述线圈组件以塑料包覆，所述线圈一端插入所述挡铁并配合所述盖板，所述线圈的另外一端配合所述阀座，所述阀座与轭铁相连，并且所述轭铁将所述线圈整体包裹，所述动芯组件滑动连接所述导向轴。7.根据权利要求6所述的带压差传感器的电磁阀，其特征在于，所述电磁阀的排气口处设置有单向膜片。8.根据权利要求7所述的带压差传感器的电磁阀，其特征在于，所述电磁阀的进气口处设置有滤网。

技术总结
本申请公开了一种带压差传感器的电磁阀，用于油气回收系统，所述电磁阀包括：阀体、压差传感器和阀芯；所述阀体包括上阀盖、中隔板和下阀盖，将所述阀体的内部分隔为上容置腔和下容置腔；所述中隔板开设一压差通孔，所述压差传感器的一侧连接所述压差通孔，位在所述上容置腔的气口为高压气口，所述高压气口与所述进气口连通；位在所述下容置腔的气口为低压气口，所述低压气口与所述排气口连通，所述压差传感器用于监测所述进气口和排气口的压力差。本申请在满足原有设计的效果基础上，配置上更简洁，压差传感器与电磁阀进出气口一体成型，减小空间，产品更小型化、轻量化,成本低。轻量化,成本低。轻量化,成本低。


技术研发人员：佘艳涛 孙国庆 柯甫杰
受保护的技术使用者：宁波洛卡特汽车零部件有限公司
技术研发日：2022.03.24
技术公布日：2023/10/6