幾種消除汽車燃油蒸發(fā)回收系統(tǒng)氣流脈動(dòng)及振動(dòng)噪聲的方案研究

田紹軍，廖毅，王玉雷，常光寶，黎謙

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

國六排放車燃油蒸發(fā)回收系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，車內(nèi)可聽見“嗒嗒”的敲擊聲，該聲音影響了乘客乘坐舒適性，需要消除。某試驗(yàn)樣車汽車燃油蒸發(fā)回收系統(tǒng)氣流脈動(dòng)引起的車內(nèi)嗒嗒聲，經(jīng)調(diào)整電磁閥PWM控制信號(hào)頻率后仍不能完全消除，需要進(jìn)一步分析改進(jìn)。該燃油蒸發(fā)回收系統(tǒng)主要由閥門（電磁閥）、管道、容積（炭罐）類元件構(gòu)成，動(dòng)力源來自進(jìn)氣歧管的負(fù)壓。輸送流體的管道中存在周期性運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力元件或者閥門部件時(shí)，這些動(dòng)力元件或者閥門部件運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)流體運(yùn)動(dòng)造成脈動(dòng)沖擊，引起振動(dòng)噪聲等問題。目前解決管道內(nèi)流體脈動(dòng)及其引起的振動(dòng)噪聲問題一般是在管路上加裝蓄能緩沖器或者赫姆霍茨共振箱、擴(kuò)張腔之類[1-7]的裝置。如文獻(xiàn)[1]研究了壓縮機(jī)排氣緩沖罐容積等因素對(duì)氣流脈動(dòng)的影響，文獻(xiàn)[2]用數(shù)值方法計(jì)算分析了孔板對(duì)超高壓乙烯流動(dòng)脈動(dòng)的影響，文獻(xiàn)[3]研究了蓄能器設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)壓力脈動(dòng)的影響，文獻(xiàn)[4]研究了徑向排氣緩沖罐對(duì)脈動(dòng)的抑制效果,文獻(xiàn)[5]設(shè)計(jì)了一種裝于電磁閥與炭罐之間管路上的脈動(dòng)消除結(jié)構(gòu)，文獻(xiàn)[6]設(shè)計(jì)了一種帶消音結(jié)構(gòu)的管路。這些研究都是為了降低或者消除流體脈動(dòng)，其結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，成本比較高，且需要占用一定的空間，在空間不允許的條件下無法實(shí)施或者只能采用其他方法，如設(shè)計(jì)多個(gè)尺寸較小的同類器件。另外串聯(lián)在管道中的擴(kuò)容緩沖元件也增大了局部壓力損失，降低了管道流量性能。本文分析了在電磁閥線圈兩端反向并聯(lián)整流二極管，縮小電磁閥進(jìn)氣管內(nèi)徑截面及其他多種降低和消除氣流脈動(dòng)的方案措施。通過對(duì)各種方案措施試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析和主觀評(píng)價(jià)研究表明，在電磁閥線圈兩端反向并聯(lián)整流二極管加上縮小電磁閥進(jìn)氣管內(nèi)徑截面尺寸的方案是成本最低，效果最好的，不但能有效消除車內(nèi)嗒嗒聲，還能明顯提高高占空比下氣體流量，是一種較優(yōu)的方案。

1 整流二極管對(duì)系統(tǒng)影響研究

1.1 整流二極管對(duì)電感線圈感生電動(dòng)勢(shì)影響

電磁閥主體部分是一個(gè)帶鐵芯的電感線圈和一個(gè)銜鐵閥門，通過改變加載在電磁鐵線圈兩端的PWM驅(qū)動(dòng)電壓頻率和脈寬時(shí)間來獲得不同大小的電磁力及作用時(shí)間，從而改變閥門開啟時(shí)間，控制管路中氣體流量。閥門開閉時(shí)氣流產(chǎn)生脈動(dòng)并激勵(lì)炭罐等結(jié)構(gòu)件振動(dòng)再傳遞至車身振動(dòng)引起車內(nèi)嗒嗒聲。

根據(jù)楞次定理，磁場(chǎng)中的線圈電流突然減小時(shí)會(huì)感生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)來阻止電流的減小，感生電動(dòng)勢(shì)大小由式（1）決定，與電感、電流大小及電感和電流變化快慢成正比。當(dāng)電磁閥在ECU控制下斷開電路瞬間，電感線圈電流流出端感生電動(dòng)勢(shì)高于流入端電動(dòng)勢(shì)，因此線圈中的電子會(huì)在電壓作用下發(fā)生瞬間轉(zhuǎn)向，即出現(xiàn)反向電流，磁場(chǎng)方向出現(xiàn)反向振蕩，電磁力出現(xiàn)振蕩，增大了磁滯效應(yīng)的能量損耗和電磁力沖擊能量。當(dāng)在電磁閥線圈兩端反向并聯(lián)整流二極管后，由于感生電動(dòng)勢(shì)高于流入端電動(dòng)勢(shì)，電感產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)就會(huì)通過反向并聯(lián)的二極管與電磁閥電感線圈組成的閉合回路放電形成電流，電磁閥線圈中就會(huì)繼續(xù)存在電流，并轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)的電磁拉力對(duì)閥門做功。感生電動(dòng)勢(shì)也是因磁場(chǎng)阻止電流的變化而由電磁能轉(zhuǎn)化而來的，電磁能公式如式（2）所示，與電感及電流平方成正比，若無整流二極管，則感生電動(dòng)勢(shì)所消耗的電磁能就不能轉(zhuǎn)化為電磁拉力繼續(xù)做功，電磁能利用效率就降低了。

1.2 整流二極管對(duì)閥體和炭罐振動(dòng)影響分析

在電磁閥體出氣端和炭罐出氣口處殼體上布置3向加速度傳感器，分別測(cè)量在有無整流二極管兩種狀態(tài)下閥體和炭罐振動(dòng)加速度。如圖1和圖2所示。為PWM控制信號(hào)頻率30 Hz幅值13.5 V，占空比勻速掃略時(shí)間約90秒，占空比從0.3%～99.7%掃略運(yùn)行工況下，電磁閥體出氣端軸向振動(dòng)加速度RMS值、炭罐出氣口處3向振動(dòng)加速度RMS值隨占空比變化對(duì)比圖。

圖1 有無二極管電磁閥體加速度對(duì)比圖

圖2 有無二極管炭罐加速度對(duì)比圖

從圖中可以看出，在電磁閥門完全開啟后，有二極管時(shí)，各測(cè)點(diǎn)振動(dòng)在相同占空比下都明顯降低，分析電磁閥加速度瞬時(shí)值可知，RMS值降低的主要原因是閥門關(guān)閉瞬間沖擊加速度降低。

1.3 整流二極管對(duì)氣流脈動(dòng)及流量影響

圖3所示為炭罐內(nèi)相對(duì)氣壓平均值，圖中有、無二極管兩種狀態(tài)下，每種狀態(tài)3根曲線中自上而下分別為波峰值、時(shí)均值、波谷值的平均值。從圖中可以看出，炭罐內(nèi)的氣壓隨著占空比升高而降低，有二極管時(shí)降低得更快，且占空比越高，氣壓越低，說明進(jìn)氣效率提高、流量提高了，反向并聯(lián)的二極管將感生電動(dòng)勢(shì)通過二極管與電感組成的回路轉(zhuǎn)換成了電磁線圈的續(xù)流，將感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)消耗的電磁能又轉(zhuǎn)換成了磁拉力做功，減小了閥門關(guān)閉時(shí)的速度，延遲了閥門瞬間關(guān)閉時(shí)間，降低了脈動(dòng)壓力波引起的氣錘效應(yīng)。

圖3 有無二極管炭罐內(nèi)相對(duì)氣壓值對(duì)比圖

炭罐內(nèi)流動(dòng)過程可近似看作是不可壓縮無黏性和絕熱的，流動(dòng)過程氣體溫度、密度都不隨時(shí)空變化。根據(jù)伯努利方程，設(shè)大氣絕對(duì)氣壓為p0，炭罐進(jìn)口處流速為v0，炭罐內(nèi)絕對(duì)氣壓總體平均值為p1，炭罐內(nèi)測(cè)點(diǎn)處總體平均流速為v1，ρ為氣體密度，則有：

式中：v0可近似為0，式（3）中p0-p1即圖3中縱坐標(biāo)值的絕對(duì)值，絕對(duì)值越大，則炭罐內(nèi)時(shí)均壓力越低，則其平均流速越大，且流速平方比等于圖3中相對(duì)氣壓比，平均體積流量等于測(cè)點(diǎn)處截面積乘以平均氣流速度。

1.4 整流二極管對(duì)車內(nèi)噪聲影響

圖4所示為有無二極管兩種狀態(tài)車內(nèi)右后側(cè)圍處Zwicker（ISO532B）響度隨30 Hz PWM信號(hào)占空比變化對(duì)比圖。

圖4 有無二極管車內(nèi)響度對(duì)比圖

從圖中可以看出，嗒嗒聲從閥門開始開啟到完全開啟時(shí)快速增大，之后緩慢增大達(dá)到最大值略降低。從音頻回放和在線監(jiān)聽可知，90%占空比以上響度增大主要是氣流聲及排氣系統(tǒng)聲，嗒嗒聲已經(jīng)消除。反向并聯(lián)二極管后，嗒嗒聲響度明顯降低。車內(nèi)噠噠聲主要是由脈動(dòng)氣流對(duì)炭罐沖擊振動(dòng)并經(jīng)車身結(jié)構(gòu)傳遞引起，脈動(dòng)及振動(dòng)降低，噠噠聲也明顯降低。

調(diào)整PWM信號(hào)頻率，在10 Hz～30 Hz范圍內(nèi)進(jìn)行占空比掃略試驗(yàn)驗(yàn)證表明，二極管對(duì)降低車內(nèi)嗒嗒聲都有效，頻率越高，效果越明顯。并且不論有無二極管，當(dāng)頻率低于12 Hz時(shí)，車內(nèi)嗒嗒聲變得很緩慢且整個(gè)車內(nèi)都能聽到較低沉的嗒嗒聲，而高于16 Hz后，無二極管時(shí)突突聲很快變大變尖銳。有二極管時(shí)變化較緩慢，嗒嗒聲聽起來小很多，到100%占空比時(shí)，該測(cè)點(diǎn)測(cè)到的都是動(dòng)力總成引起的結(jié)構(gòu)聲和排氣系統(tǒng)空氣動(dòng)力噪聲及炭罐進(jìn)氣噪聲。因此為了達(dá)到一個(gè)較好的流量和噪聲性能，怠速工況下PWM控制信號(hào)頻率最好控制在12 Hz～16 Hz之間。若流量滿足要求，ECU標(biāo)定策略可考慮控制占空比最大限值不超過該頻率下閥門完全開啟時(shí)所對(duì)應(yīng)的占空比。另外，也可以采用低頻率低占空比，高頻率高占空比同時(shí)變頻率和變占空比的標(biāo)定策略，讓電磁閥運(yùn)行在非全開啟狀態(tài)，而要保持非全開啟狀態(tài)下的流量，則相同占空比下頻率越低，流量越高。

2 電磁閥更改對(duì)氣流及振動(dòng)噪聲影響分析

2.1 電磁閥進(jìn)氣管口更改方案

電磁閥在燃油蒸發(fā)回收系統(tǒng)中可看作一個(gè)較小的容積系統(tǒng)，因此閥體兩端出入管截面積與閥體段截面積之比對(duì)氣流脈動(dòng)、對(duì)氣流壓力損失都是有影響的。如圖5所示。

圖5 電磁閥進(jìn)氣管口縮小對(duì)比示意圖

所研究的系統(tǒng)電磁閥出氣管口為一個(gè)直徑3.5 mm的拉伐爾管，此管主要是用來穩(wěn)定控制流量不隨進(jìn)氣歧管內(nèi)壓力變化而波動(dòng)。電磁閥進(jìn)氣管內(nèi)截面約為拉伐爾管截面面積5倍。因此試驗(yàn)制作一種內(nèi)徑變化的T型襯套裝入進(jìn)氣管內(nèi)，分別將進(jìn)氣管口φ處面積縮小到原來的30%、40%、60%、80%，縮小部分長(zhǎng)度L分別為5 mm、10 mm、20 mm、30 mm，改變局部壓損，降低氣流脈動(dòng)峰值能量。試驗(yàn)PWM信號(hào)頻率16 Hz，占空比為20%穩(wěn)態(tài)工況和占空比從0.3%～99.7%非穩(wěn)態(tài)掃略工況。

2.2 電磁閥進(jìn)氣管口長(zhǎng)度L對(duì)氣流及振動(dòng)噪聲影響

為了研究管口縮小部分長(zhǎng)度L變化對(duì)氣流及振動(dòng)噪聲影響，保持管口面積縮小到更改前40 %不變，縮小部分長(zhǎng)度L分別為5 mm、10 mm、20 mm、30 mm。圖6所示為PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率16 Hz，占空比20%穩(wěn)態(tài)運(yùn)行車內(nèi)右后側(cè)圍處嗒嗒聲時(shí)頻圖對(duì)比。從圖中可以看出L=5 mm時(shí)，嗒嗒聲已明顯降低，L增加到10 mm時(shí)，300 Hz左右低頻聲進(jìn)一步降低，長(zhǎng)度超過10 mm時(shí)，嗒嗒聲變化不明顯，都不能完全消除。

圖6 車內(nèi)右后側(cè)圍處嗒嗒聲隨管口長(zhǎng)度變化對(duì)比圖

圖7所示為PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率為16 Hz，占空比從0.3%～99.7%掃略運(yùn)行時(shí)，炭罐內(nèi)相對(duì)氣壓隨管口長(zhǎng)度變化對(duì)比圖。每種狀態(tài)3根曲線中自上而下分別為波峰值、時(shí)均值、波谷值的平均值。

圖7 炭罐內(nèi)相對(duì)氣壓隨管口長(zhǎng)度變化對(duì)比圖

從圖中可以看出，隨著L增加，相同占空比下，氣壓越高，說明壓損越大，流量越低。高占空比下，流速高，流體沿程損失與流速平方成正比，因此炭罐內(nèi)氣壓隨L增大而增大變得更明顯。而從圖6分析，L增加并不能完全消除嗒嗒聲，因此為了保持流量控制噪聲，L應(yīng)越小越好，以減小高占空比下流量損失。

2.3 電磁閥進(jìn)氣管口面積S對(duì)氣流及振動(dòng)噪聲影響

由2.2節(jié)分析可知，管口縮小部分長(zhǎng)度越小越好，因此繼續(xù)取L=5 mm，管口面積縮小到更改前的30%、40%、60%、80%。圖8所示為PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率16 Hz，占空比從0.3%～99.7%掃略運(yùn)行時(shí)，車內(nèi)右后側(cè)圍處嗒嗒聲時(shí)頻圖對(duì)比。從圖中可以看出，隨著管口面積縮小車內(nèi)嗒嗒聲明顯降低，面積縮小到更改前的30%時(shí)嗒嗒聲已經(jīng)消除。

圖8 車內(nèi)右后側(cè)圍處嗒嗒聲隨管口面積變化對(duì)比圖

表1所示為PWM占空比100%，閥門被吸附在最大開度位置不動(dòng)，氣流穩(wěn)定后，不同管口面積時(shí)炭罐內(nèi)相對(duì)氣壓時(shí)均值對(duì)比。從表中可以看出，隨著管口面積縮小，炭罐內(nèi)相對(duì)氣壓略升高，管口面積縮小到更改前30%時(shí)氣壓升高9.24%。

表1 炭罐內(nèi)相對(duì)氣壓隨管口面積變化對(duì)比表

2.4 電磁閥膜片彈簧對(duì)氣流及振動(dòng)噪聲影響

為了研究消除氣流脈動(dòng)對(duì)上游管容系統(tǒng)影響，研究設(shè)計(jì)了一種電磁閥結(jié)構(gòu)形式，如圖9所示。在電磁閥后蓋上開孔，在后蓋與閥門之間的空間設(shè)置一膜片彈簧，將閥門啟閉引起的氣流脈動(dòng)能量通過膜片彈簧的振動(dòng)轉(zhuǎn)化為彈簧的勢(shì)能和動(dòng)能并通過推動(dòng)膜片彈簧與后蓋殼體之間的氣體對(duì)外做功，釋放能量，從而消除上游氣流脈動(dòng)。設(shè)置合適的膜片彈簧剛度和厚度，控制彈簧振幅和加速度，該結(jié)構(gòu)就能有效消除氣流脈動(dòng)及其振動(dòng)噪聲。

圖9 帶膜片彈簧的電磁閥體結(jié)構(gòu)示意圖

圖10所示為PWM信號(hào)頻率30 Hz，占空比從0.3%～99.7%非穩(wěn)態(tài)掃略工況下，有無膜片彈簧車內(nèi)后側(cè)圍處嗒嗒聲時(shí)頻圖對(duì)比，從圖中可以看出，采用彈簧膜片后，嗒嗒聲消除。

圖10 有無彈簧膜片車內(nèi)嗒嗒聲對(duì)比圖

3 擴(kuò)張腔及孔板對(duì)氣流及振動(dòng)噪聲影響

擴(kuò)張腔是用于消除管容系統(tǒng)氣流脈動(dòng)常用的元件，其原理是讓氣體在突然變化的截面產(chǎn)生碰撞和漩渦，損失能量來降低氣流脈動(dòng)峰值。試驗(yàn)分別改變擴(kuò)張腔長(zhǎng)度和直徑及增加帶孔隔板，設(shè)計(jì)了如下幾種尺寸和結(jié)構(gòu)擴(kuò)張腔裝于電磁閥進(jìn)氣口處：1、擴(kuò)張腔長(zhǎng)度50 mm，直徑分別為25 mm、50 mm。2、擴(kuò)張腔直徑25 mm，長(zhǎng)度分別為15 mm、30 mm、50 mm、65 mm。3、擴(kuò)張腔直徑25 mm，長(zhǎng)度20 mm，隔板孔徑比（孔總截面積與管截面積比）分別為50%、65%、80%、100%。測(cè)量了電磁閥在不同頻率和占空比信號(hào)控制下運(yùn)行時(shí)各測(cè)點(diǎn)壓力脈動(dòng)及振動(dòng)噪聲。

3.1 擴(kuò)張腔截面積對(duì)氣流及振動(dòng)噪聲影響

擴(kuò)張腔長(zhǎng)度50 mm，直徑分別為25 mm、50 mm。圖11所示為PWM信號(hào)頻率30 Hz，占空比從0.3%～99.7%非穩(wěn)態(tài)掃略工況下，炭罐內(nèi)相對(duì)氣壓時(shí)均值隨占空比變化圖，從圖中可以看出，在電磁閥進(jìn)氣管處串聯(lián)擴(kuò)張腔后，擴(kuò)張腔長(zhǎng)度為50 mm，直徑分別為25 mm、50 mm時(shí)，均會(huì)增大局部壓損，提高上游炭罐氣壓，擴(kuò)張腔直徑從25 mm增加到50 mm對(duì)炭罐內(nèi)氣壓無明顯影響。

圖11 炭罐內(nèi)相對(duì)氣壓隨擴(kuò)張腔直徑變化對(duì)比圖

圖12所示為PWM信號(hào)頻率30 Hz，占空比從0.3%～99.7%非穩(wěn)態(tài)掃略工況下，車內(nèi)右后側(cè)圍處嗒嗒聲隨擴(kuò)張腔直徑變化時(shí)頻圖，從上到下3個(gè)圖分別表示無擴(kuò)張腔、擴(kuò)張腔直徑25 mm、擴(kuò)張腔直徑50 mm?？梢钥闯?，擴(kuò)張腔直徑25 mm時(shí)1 000 Hz以下嗒嗒聲沒有完全消除，直徑達(dá)到50 mm后車內(nèi)嗒嗒聲完全消除。

圖12 車內(nèi)嗒嗒聲隨擴(kuò)張腔直徑變化對(duì)比圖

3.2 擴(kuò)張腔長(zhǎng)度對(duì)氣流及振動(dòng)噪聲影響

圖13所示為擴(kuò)張腔直徑25 mm，長(zhǎng)度分別為15 mm、30 mm、50 mm、65 mm。PWM信號(hào)頻率30 Hz，占空比從0.3%～99.7%非穩(wěn)態(tài)掃略工況下，車內(nèi)右后側(cè)圍處嗒嗒聲隨擴(kuò)張腔直徑變化時(shí)頻圖，從上到下4個(gè)圖分別表示擴(kuò)張腔直徑分別為15 mm、30 mm、50 mm、65 mm。從圖中可以看出長(zhǎng)度增加，嗒嗒聲降低，但都還比較明顯，不能完全消除。另外，擴(kuò)張腔長(zhǎng)度變化對(duì)消聲頻率并沒有明顯影響，而一般擴(kuò)張腔用于消除管路氣體中聲波則是隨著擴(kuò)張腔長(zhǎng)度增加，消聲頻率降低，此處擴(kuò)張腔作用是消除氣流脈動(dòng)峰值即低頻大幅值的氣流壓力脈動(dòng)前3階，而不是消除管路中高頻低幅值的聲波，此管路中的主要振動(dòng)為氣流壓力脈動(dòng)和速度脈動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)。

圖13 車內(nèi)嗒嗒聲隨擴(kuò)張腔長(zhǎng)度變化對(duì)比圖

圖14所示為PWM信號(hào)頻率30 Hz，占空比從0.3%～99.7%非穩(wěn)態(tài)掃略工況下，炭罐內(nèi)相對(duì)氣壓時(shí)均值隨占空比和擴(kuò)張腔長(zhǎng)度變化對(duì)比圖，圖中實(shí)線表示未加擴(kuò)張腔，虛線表示不同擴(kuò)張腔長(zhǎng)度，從圖中可以看出，加裝擴(kuò)張腔均會(huì)提高炭罐內(nèi)氣壓，擴(kuò)張腔長(zhǎng)度變化時(shí)，氣壓變化不明顯。

圖14 炭罐內(nèi)相對(duì)氣壓隨擴(kuò)張腔長(zhǎng)度變化對(duì)比圖

3.3 擴(kuò)張腔內(nèi)不同孔徑比隔板對(duì)氣流及振動(dòng)噪聲影響

圖15所示為擴(kuò)張腔直徑25 mm，長(zhǎng)度20 mm，擴(kuò)張腔內(nèi)隔板開孔面積與電磁閥進(jìn)氣管面積比分別為50%、65%、80%、100%，PWM信號(hào)頻率16 Hz，占空比從0.3%～99.7%非穩(wěn)態(tài)掃略工況下，炭罐內(nèi)相對(duì)氣壓時(shí)均值隨占空比和擴(kuò)張腔有無隔板及隔板孔徑比變化對(duì)比圖。

圖15 炭罐內(nèi)相對(duì)氣壓隨隔板及隔板孔徑比變化圖

從圖中可以看出，原車增加無隔板的擴(kuò)張腔后炭罐內(nèi)氣壓升高，再在擴(kuò)張腔內(nèi)增加隔板后，炭罐內(nèi)氣壓再升高，但是不同孔徑比的隔板對(duì)炭罐內(nèi)氣壓無明顯影響，擴(kuò)張腔內(nèi)有無隔板對(duì)氣壓及流量影響較大。

圖16所示為PWM信號(hào)頻率16 Hz，占空比從0.3%～99.7%非穩(wěn)態(tài)掃略工況下，車內(nèi)后側(cè)圍處嗒嗒聲隨占空比和擴(kuò)張腔有無隔板及隔板孔徑比變化對(duì)比圖。

圖16 車內(nèi)嗒嗒聲隨隔板及隔板孔徑比變化對(duì)比圖

從圖中可以看出，原車增加擴(kuò)張腔后嗒嗒聲降低，再在擴(kuò)張腔內(nèi)增加隔板后，嗒嗒聲進(jìn)一步降低，不同孔徑比的隔板對(duì)嗒嗒聲有較明顯影響，孔徑比縮小到50%，嗒嗒聲已經(jīng)很微弱。

4 方案對(duì)比

綜上所述，在電磁閥電感線圈兩端反向并聯(lián)整流二極管可以有效降低車內(nèi)噪聲，提高進(jìn)氣流量，成本很低，但不能完全消除噪聲；電磁閥進(jìn)氣管口截面積縮小到原來的30%時(shí)可以完全消除噪聲但對(duì)流量有一定影響，無成本增加；電磁閥內(nèi)增加膜片彈簧可以完全消除噪聲，但成本增加。擴(kuò)張腔和孔板可以完全消除噪聲，但是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本增加較多，壓損大，流量降低明顯。因此電磁閥進(jìn)氣管口截面積S縮小到原來的30%～40%同時(shí)增加二極管是流量噪聲性能最好、成本最低的方案。

圖17為PWM信號(hào)頻率30 Hz，占空比從0.3%～99.7%非穩(wěn)態(tài)掃略工況下，車內(nèi)后側(cè)圍處嗒嗒聲隨占空比變化時(shí)頻圖，其中(a)圖為原車無措施，(b)圖為加二極管，(c)圖為加二極管和管口縮小的組合方案。

圖17 最終方案

5 結(jié)語

通過對(duì)比分析各種方案對(duì)燃油蒸發(fā)回收系統(tǒng)氣流脈動(dòng)及流量、測(cè)點(diǎn)振動(dòng)和車內(nèi)噪聲的影響可知，在電磁閥線圈兩端反向并聯(lián)整流二極管同時(shí)縮小電磁閥進(jìn)氣管內(nèi)徑截面尺寸的方案是一種較優(yōu)的組合方案，并可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

(1)電磁閥線圈兩端反向并聯(lián)整流二極管能夠提高進(jìn)氣流量，降低氣流脈動(dòng)及其引起的振動(dòng)噪聲。

(2)在電磁閥內(nèi)設(shè)計(jì)膜片彈簧能夠有效消除氣流脈動(dòng)及其引起的振動(dòng)噪聲，進(jìn)氣流量略降低。

(3)電磁閥進(jìn)氣管路上串聯(lián)較大尺寸的擴(kuò)張腔能夠有效降低氣流脈動(dòng)及其引起的振動(dòng)噪聲。擴(kuò)張腔直徑增大比長(zhǎng)度增大消除氣流脈動(dòng)效果好，車內(nèi)嗒嗒聲頻率與擴(kuò)張腔長(zhǎng)度無關(guān)。

(4)擴(kuò)張腔內(nèi)增加帶孔隔板后，能夠有效消除氣流脈動(dòng)，加隔板后擴(kuò)張腔直徑和長(zhǎng)度可以縮小，但是壓損大，流量降低明顯。

(5)電磁閥進(jìn)口縮小部分尺寸長(zhǎng)度L越小越好，長(zhǎng)度增加會(huì)明顯降低高占空比下流量。電磁閥進(jìn)氣管口截面積縮小到一定程度能消除氣流脈動(dòng)及其引起的振動(dòng)噪聲，但應(yīng)大于出口處拉伐爾管最小處截面面積，以免對(duì)流量造成較大影響。