任务2 汽车电磁阀 2.docx

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任务2汽车电磁阀2

任务三汽车电磁阀

3.3.1电磁阀的结构

电磁阀是用来控制流体方向的自动化基础元件，属于执行器，它通过一个电磁线圈来控制阀芯位置，切断或接通气源以达到改变流体流动方向的目的，从而对介质方向进行控制，达到对阀门开关的控制。

简单的理解为电磁阀是一个无触点的机械开关，但是由电磁转换的原理工作的。

电磁阀的基本结构如图3-7所示。

它包括一个或几个孔的阀体。

阀体部分由阀芯、滑阀套、弹簧底座等组成，当线圈通电或断电时，以达到改变流体方向的目的。

电磁阀的电磁部件由固定铁芯、动铁芯、线圈等部件组成，铁芯的运转将导致流体通过阀体或被切断。

图3-7电磁阀的基本结构

3.3.2电磁阀的分类

电磁阀从原理上分为直动式电磁阀、分步直动式电磁阀和先导式电磁阀三大类。

电磁阀从气路通断方式分为常闭型和常开型两种，常闭型指线圈没通电时气路是断的，常开型指线圈没通电时气路是通的。

我们在生产中常用的电磁阀有二位二通、二位三通、二位四通、二位五通等。

3.3.3直动式电磁阀、分步直动式电磁阀和先导式电磁阀

1.直动式电磁阀

　它分常开、常闭两种。

如图3-8所示为直动常闭电磁阀，在断电时，电磁阀呈关闭状态，当电磁阀线圈2通电后，产生的电磁力使动铁芯3与静铁芯1吸合，直接开启阀口，介质从进口流向出口，当线圈2断电后，动铁芯3在复位弹簧4的作用下复位，直接关闭阀口，而切断了介质的流通。

常开式则断电时阀门开启，通电时，阀门关闭。

    直动式电磁阀的特点是结构简单、动作可靠，在零压差或真空下能正常工作，可任意方向安装，但一般适用于通径在25mm以下。

1-静铁芯；2-电磁阀线圈；3-动铁芯；4-复位弹簧

图3-8直动式电磁阀

2.分步直动式电磁阀

它由主阀与导阀组成，动作分步实现，而电磁力直接吸合动铁芯到主阀芯。

如图3-9为常闭式，当电磁线圈通电后，产生的电磁力使动铁芯与静铁芯吸合，导阀口开启而导阀口设在主阀芯上，动铁芯与阀芯通过机械方式直接连续一起。

此时，主阀上腔的压力通过导阀口卸荷，由于压力差和电磁力的联合作用，使主阀芯向上运动，开启主阀介质流通。

当线圈断电时，电磁力消失，动铁芯因自重脱离静铁芯，并关闭了导阀孔，此时介质从平衡孔进入主阀芯上腔，使上腔压力升高，在主阀芯自重的作用下，阀门关闭，介质断流。

分步直动式电磁阀的特点是在压差等于零及抽真空时亦能可靠动作，但功率消耗较大，通径受一定限制，且应竖直安装。

图3-9分步直动式电磁阀

3.先导式电磁阀

它由先导阀与主阀组成，两者有通道联系着如图3-10所示，当电磁线圈通电，动铁芯与静铁芯吸合而导阀孔1开放，阀芯背腔2的压力通过导阀孔1流向出口，此时阀芯背腔2的压力低于进口侧的压力，利用压差使得阀芯脱离主阀座3，介质从进口流向出口。

当线圈断电，动铁芯与静铁芯脱离，关闭了导阀孔1，阀芯背腔2压力受进口侧压力关闭了导阀孔1，阀芯背腔2压力受进口侧压力的补充逐渐趋于和进口侧平衡，阀芯因弹簧作用把阀门关闭。

先导式电磁阀的特点是功率消耗低、通径较大,而结构简单、安装方向任意,但只能用于电磁阀两端有一定压差的场合。

1-导阀孔；2-阀芯背腔；3-主阀座

图3-10先导式电磁阀

3.3.4电磁阀的符号的含义

1.几个概念

（1）用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几“位”。

（2）方框内的箭头表示油路处于接通状态，但箭头方向不一定表示液流的实际方向。

（3）方框内符号“┻”或“┳’”表示该油路不通。

（4）方框外部连接的接口数有几个，就表示几“通”。

例如：

2位3通的意思是阀体移动时阀芯有2个位置，气路有3个。

一般有2位3通、2位4通、2位5通、3位5通等电磁阀。

二位二通指1个进气和1个出气；二位三通指1个进气、1个出气和1个排气；二位四通指1个进气、2个出气和1个排气；二位五通指1个进气、2个出气和2个排气。

（5）一般，阀与系统供油路或气路连接的进油口/进气口用字母P表示;阀与系统回油路/气路连通的回油/回气口用T（有时用O）表示；而阀与执行元件连接的油口/气口用A、B等表示。

有时在图形符号上用l表示泄漏油口;

（6）换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一个为常态位，即阀芯未受到操纵力时所处的位置。

图形符号中的中位是三位阀的常态位。

利用弹簧复位的二位阀则以靠近弹簧的方框内的通路状态为其常态位。

绘制系统图时，油路/气路一般应连接在换向阀的常态位上。

2.电磁阀符号其他含义

如图3-11为二位三通电磁阀的电气符号图，图中左侧的方框是指得电状态，右侧的方框是指失电状态，左侧小长方形是指电磁线圈（图中是直动式，若小长方形中有三角形符号表示是先导式），右侧折线是指弹簧，所以靠近弹簧侧的方框是失电状态，靠近线圈侧的方框是得电状态。

P口为气源接口，A为通往气动执行器接口，R为排气口。

如图3-12为二位五通电磁阀的电气符号图，图中左侧的方框是指失电状态，右侧的方框是指得电状态，右侧小长方形是指电磁线圈，左侧折线是指弹簧，所以靠近弹簧侧的方框是失电状态，靠近线圈侧的方框是得电状态。

P口为气源接口，A、B为通往气动执行器接口，R、S为排气口。

图3-11二位三通电磁阀的电气符号图

图3-12二位五通电磁阀的电气符号图

如图3-13为双电控二位五通电磁阀的电气符号图，图中左侧的方框是指左侧得电后至右侧没有得电之前的状态，右侧的方框是指右侧得电后左侧没有得电之前的状态，左右侧小长方形是指电磁线圈。

P口为气源接口，A、B为通往气动执行器接口，R、S为排气口。

双电控电磁阀有记忆功能，可以得电状态持续几秒后失电，气缸也可以维持之前状态，不用电磁阀长期带电。

而单电控电磁阀想维持状态必须一直带电。

图3-13双电控二位五通电磁阀的电气符号图

常用电磁阀图形符号见表3-1。

表3-1常用电磁阀图形符号

3.3.5电磁阀的工作原理

电磁阀工作原理是电流通过电磁线圈时利用电磁线圈产生的电磁力的作用，推动阀芯移动，实现各个气路的通断。

单电控的失电时在弹簧力的作用下回复原位，双电控的保持原位，先导式的按功能而定。

下面用具体实例说明电磁阀的工作原理。

1.二位三通电磁阀结构（单电控、直动式）

初始状态（失电）：

如图3-14所示，此时电磁阀失电，阀芯在右侧，A口与R口相通，气缸是排气状态，P口是封闭的。

看电磁阀示意图的注意点是，线圈为空白为失电状态，线圈为实体为得电状态。

图3-14二位三通电磁阀初始状态

工作状态（得电）：

如图3-15所示，此时电磁阀得电，阀芯被电磁力吸到左侧，P口与A口相通，气源由A口通往气缸，R口是封闭的；

如果失电，阀芯在弹簧的作用下回到图3-24的初始状态。

图3-15二位三通电磁阀工作状态

2.二位五通电磁阀结构（单电控、直动式）

初始状态（失电）：

如图3-16所示，此时电磁阀失电，阀芯在右侧，P口与A口相通，气源通过A口进入气缸一侧气室，B口与S口相通，与B口连的气缸另一侧是排气状态，R口是封闭的。

图3-16二位五通电磁阀（单电控、直动式）初始状态

工作状态（得电）：

如图3-17，此时电磁阀得电，阀芯在电磁力的作用下被吸到左侧，P口与B口相通，气源通过B口进入气缸另一侧气室，A口与R口相通，与A口相通的气缸一侧是排气状态，S口是封闭的。

如果失电，阀芯在弹簧力的作用下再次回到图3-16的初始状态。

图3-17二位五通电磁阀（单电控、直动式）工作状态

3.二位五通电磁阀结构（双电控、直动式）

初始状态：

如图3-18所示，此时电磁阀没有电，阀芯在左右任意一侧（此图示在右侧），P口与A口相通，气源通过A口进入气缸一侧气室，B口与S口相通，与B口相通的气缸一侧是排气状态，R口是封闭的。

图3-18二位五通电磁阀结构（双电控、直动式）初始状态

右侧得电状态：

如图3-19所示，此时电磁阀右侧线圈得电，阀芯吸在右侧，P口与A口相通，气源通过A口进入气缸一侧气室，B口与S口相通，与B口相通的气缸一侧是排气状态，R口是封闭的。

双电控电磁阀具有记忆功能，即此时右侧线圈失电，左侧线圈也不得电的情况下电磁阀阀芯始终保持在右侧不动。

图3-19二位五通电磁阀结构（双电控、直动式）右侧得电状态

左侧得电状态：

如图3-20所示，此时电磁阀左侧线圈得电，阀芯吸在左侧，P口与B口相通，气源通过B口进入气缸另一侧气室，A口与R口相通，与A口相通的气缸一侧是排气状态，S口是封闭的。

双电控电磁阀具有记忆功能，即此时左侧线圈失电，右侧线圈也不得电的情况下电磁阀阀芯始终保持在左侧不动。

图3-20二位五通电磁阀结构（双电控、直动式）左侧得电状态

3.3.6电磁阀在汽车上的应用

电磁阀在汽车上应用比较多，主要碳罐电磁阀、电磁式喷油器、汽车ABS电磁阀、废气再循环的电磁阀、汽车自动变速器中的电磁阀等。

现主要介绍碳罐电磁阀和电磁式喷油器的应用。

1.碳罐电磁阀的应用

碳罐电磁阀隶属于汽油蒸发控制系统（EVAP）的一部分，汽油蒸发控制系统的组成如图3-21所示。

其工作原理是：

油箱的燃油蒸气通过单向阀3进入活性碳罐11上部，空气从碳罐下部进入，清洗活性碳，在碳罐右上方有一定量排放小孔10及受真空控制的排放控制阀9，排放控制阀沙锅内部的真空度由碳罐控制电磁阀5控制。

发动机工作时，ECU根据发动机转速、温度、空气流量等信号，控制碳罐电磁阀5的开闭来控制排放控制阀9上部的真空度，从而控制排放控制阀的开度。

当排放控制阀9打开时，燃油蒸气通过排放控制阀被吸入进气歧管6，这样汽油蒸汽在进气管的真空度作用下被洁净空气带入气缸内参加燃烧。

这样做不但降低了排放，而且也降低了油耗。

1-油箱盖；2-油箱；3-单向阀；4-排气管；5-电磁阀；6-节气门；7-进气门；8-真空阀；9-真空控制阀；10-定量排放孔；11-活性碳罐

图3-21汽油蒸发控制系统的组成

2.电磁式喷油器

电磁式喷油器隶属于电控燃油喷射系统（EFI），如图3-22所示是燃油供给系统，它是由油箱、电动燃油泵、过滤器、燃油脉动阻尼器、燃油压力调节器、喷油器、冷起动喷油器、供油总管等组成。

其作用是向发动机精确提供各种工况下所需要的燃油量。

图3-22燃油系统

如图3-23是轴针式喷油器，其结构由电磁线圈、滤网、回位弹簧、喷油针阀等组成。

其工作原理是：

ECU给电磁线圈通电时，电磁力使针阀开启，汽油经滤网、阀门喷出，并形成良好雾状；断电后针阀关闭，喷油停止。

图3-23轴针式喷油器的结构

想一想

如果同学们已经学过《汽车机械基础》课程，你就会发现电磁阀的知识与“液压传动和气压传动”的知识相关，同学们再温习《汽车机械基础》课程“液压传动和气压传动”的相关知识，并将两者总结归类。

探究

1.请你看一看汽车上的活性炭罐电磁阀是如何工作的。

2.请你看看汽车自动变速器中的电磁阀，总结一下这些电磁阀在变速器的运行中起到了什么作用？