車輛碳罐電磁閥噪音問題的解決

賀趙霞

摘 要：隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以及客戶滿意度要求的不斷提高，NVH已經(jīng)成為評價汽車性能最重要的技術(shù)指標(biāo)之一。文章介紹了汽車的NVH特性的意義，具體分析了A車型碳罐電磁閥電磁閥噪音傳遞到乘客艙的根本原因，并在不改變系統(tǒng)工作策略和標(biāo)定的情況下，通過阻隔噪音的傳播途徑，解決了駕駛室內(nèi)的噪音問題，大大提高了客戶滿意度。

關(guān)鍵詞：碳罐電磁閥;噪音;NVH;汽車

中圖分類號：U270.1+6 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B ?文章編號：1671-7988（2020）05-65-03

Abstract： With the development of the automotive industry and the continuous improvement of customer satisfaction requirements， NVH has become one of the most important technical indicators for evaluating automotive performance. Introduced the significance of the NVH characteristics of the car， and specifically analyzes the root cause of the noise transmission of the purge valve of the carbon canister of the A model car to the cab， and blocked the transmission of noise without changing the working strategy and calibration of the system. It solves the noise problem in the cab and greatly improves customer satisfaction.

Keywords： Purge valve; Noise; NVH; Vehicle

引言

汽車的噪音（Noise）、振動（Vibration）、聲振粗糙度（Harshness）統(tǒng)稱為汽車的NVH 特性，是衡量汽車設(shè)計及制造質(zhì)量的一個重要因素[1]。

隨著人們環(huán)保和舒適健康意識的不斷提高，人們對車輛舒適度的要求越來越高，噪音到和振動大的車輛不僅對周圍環(huán)境產(chǎn)生聲污染，同時也不利于駕乘人員的健康。在日益激烈的汽車市場上，降低車輛噪音已成為新的競爭焦點(diǎn)和科技發(fā)展方向。當(dāng)下，車輛的NVH特性已經(jīng)成為汽車開發(fā)過程中重要的性能指標(biāo)，也是客戶非常關(guān)心的整車性能指標(biāo)之一，汽車噪音控制必將成為汽車技術(shù)創(chuàng)新的重要領(lǐng)地，與NVH相關(guān)的分析、測試及材料技術(shù)等也成為汽車研發(fā)過程中關(guān)注的新焦點(diǎn)[2]。作者針對具體A車型上的碳罐電磁閥噪音問題進(jìn)行了詳細(xì)的研究分析，并提出了解決方法。

1 碳罐電磁閥噪音研究及解決

汽車排放包括排氣排放物、蒸發(fā)排放物、曲軸箱排放物和加油排放物。排放物控制系統(tǒng)就是為了減少上述四類排放物中有害成分的各種控制系統(tǒng)的總稱。一般汽油車在正常狀況下運(yùn)行一天排放約560g污染物（HC、CO、NOX、少量SO2和鉛化物）。其中60% 來自尾氣，20% 來自油箱，20%來自曲軸箱[3]。

1.1 碳罐電磁閥噪音產(chǎn)生機(jī)理

發(fā)動機(jī)工作時，ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度、空氣流量等信號，控制碳罐電磁閥的開閉來控制真空控制閥上部的真空度，從而控制真空控制閥的開度。當(dāng)真空控制閥打開時，燃油蒸汽通過真空控制閥被吸入進(jìn)氣歧管;發(fā)動機(jī)停止工作或長時間怠速時，ECU使電磁閥斷電，關(guān)閉吸氣通道，活性炭罐內(nèi)的燃油蒸汽不能被吸入進(jìn)氣歧管。其中碳罐電磁閥的開閉動作會發(fā)出工作噪音。如果該噪音過大，必然引起客戶抱怨，嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì)及聲譽(yù)。

某合資品牌車型A在路試時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)汽車發(fā)動機(jī)啟動約5分鐘后，在駕駛室內(nèi)能聽到“噠噠噠”的聲音，當(dāng)車輛處于怠速狀態(tài)下該聲音異常明顯，當(dāng)深踩油門時該噪音頻率會隨之升高，在車速或發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較高時，可能因風(fēng)燥和胎噪等背景噪音太大，而主觀感覺該工作噪音變?nèi)?。同時，合資品牌車型A也收到了大量客戶對該噪音問題的抱怨。

1.2 碳罐電磁閥噪音分析

啟動發(fā)動機(jī)，在怠速初始階段，駕駛室內(nèi)聽不到噪音，用手觸摸碳罐電磁閥，電磁閥靜止無脈沖，顯示碳罐電磁閥在發(fā)動機(jī)啟動初期尚未開啟并工作;開啟車輛迅速行駛約5分鐘后，駕駛室內(nèi)能聽到“噠噠噠”的低頻噪音，怠速下用手觸摸碳罐電磁閥，能感受到明顯的脈動，且振動用力，脈動頻率與“噠噠噠”噪音頻率一致。自A車型中期換型后，在一年的時間內(nèi)共接到876輛車的客戶抱怨，同時德國車輛上存在同樣的噪音問題。

人們將噪聲聲源、傳播途徑和接受者稱為噪聲污染“三要素”[4]。根據(jù)“三要素”，控制噪聲污染的途徑可從3個方面考慮：降低聲源噪聲、限制聲的傳播與阻斷聲的接受。對于碳罐電磁閥噪音，電磁閥是聲源，駕駛者及乘客是接受者。不改變系統(tǒng)工作策略和標(biāo)定的情況下，需找噪聲的傳播途徑，成為降噪的重要突破口。

1.3 碳罐電磁閥噪音傳播途徑研究

首先，假設(shè)碳罐電磁閥噪聲通過空氣作為介質(zhì)傳播到駕駛室，因?yàn)樘脊揠姶砰y是噪聲的來源，所以最直接的降噪方法就是將噪聲源包裹起來，阻止噪聲在聲源處擴(kuò)散。使用海綿等多種吸振降噪材料將電磁閥包裹后，發(fā)現(xiàn)噪聲改善效果并不明顯，因此可以推翻該假設(shè)，電磁閥噪音通過空氣傳播的貢獻(xiàn)較小。

假設(shè)碳罐電磁閥噪聲通過連接組件等固體傳播到駕駛室。碳罐電磁閥橡膠體結(jié)構(gòu)部分與金屬支架連接，金屬支架通過塑料螺母裝配在白車身上。將碳罐電磁閥從金屬支架上拆下，試車并沒有發(fā)現(xiàn)碳罐電磁閥工作噪聲，在怠速下，用手觸摸碳罐電磁閥，能感受到明顯的脈動，且振動用力，說明電磁閥此時是工作的。因此碳罐電磁閥噪聲的主要傳播途徑是：電磁閥—金屬支架—白車身—駕駛室，電磁閥與金屬支架連接處已采用降噪的橡膠體設(shè)計，而金屬支架與包車身之間沒有可靠的降噪設(shè)計，因此可以嘗試在金屬支架和白車身之間進(jìn)行隔振，減弱噪聲的傳播和噪聲在白車身鈑金件上的放大效應(yīng)。

1.4 碳罐電磁閥噪聲解決方案

選擇4種不同硬度的降噪減振材料，制造成安裝在金屬支架及白車身鈑金件之間的吸振降噪墊片試樣，共計4種樣品，由各部門專業(yè)工程師評估4種材料樣品的實(shí)際降噪效果。10名來自研發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量、整車質(zhì)量及生產(chǎn)制造的工程師組成評估小組，結(jié)合多種路況和工況，對4種樣品的降噪效果進(jìn)行了評估，降噪效果最佳為5分，最差為0分，分別對4種試樣的降噪效果評分如下表。

從評估結(jié)果得出在金屬支架和白車身之間材料c的墊片，具有最佳降噪效果，可明顯降低駕駛室內(nèi)的碳罐電磁閥噪聲。該方案迅速在生產(chǎn)中實(shí)施，并通過售后服務(wù)對已銷售車輛進(jìn)行安裝。

2 結(jié)語

該方案實(shí)施近半年以來，尚未收到客戶對碳罐電磁閥噪音的抱怨，因此說明解決措施有效，客戶反映良好。下圖為客戶抱怨車型A碳罐電子閥噪音問題數(shù)量圖。該方案在未改變電磁閥設(shè)計的前提下，成功解決了噪音問題，大大降低了成本。

基于碳罐電磁閥的工作噪聲是其結(jié)構(gòu)和工作方式的必然存在，目前技術(shù)無法完全消除，因此今后在碳罐電磁閥的安裝設(shè)計上，應(yīng)盡量避免電磁閥與車身連接件的直接安裝和接觸，以避免通過電磁閥和白車身將電磁閥工作噪音傳播到乘

員艙。如將電磁閥設(shè)計安裝在水管等安全管路上，亦可有效實(shí)現(xiàn)降噪減振。

參考文獻(xiàn)

[1] 林逸等.汽車NVH 特性研究綜述[J].汽車工程.2002，（3）：177-186.

[2] 薛亮，黃森.汽車NVH技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J].汽車零部件.2013， （5）：78-81.

[3] 左振龍，韓琦等.寒冷環(huán)境中碳罐電磁閥噪聲測試與控制[J].技術(shù)導(dǎo)向. 2015，（3）：24-27.

[4] 李徑定，方卓毅，張立軍，等.車廂內(nèi)腔噪聲自適應(yīng)有源控制[J].汽車技術(shù)，2000，（5）：9-12.