车辆碳罐电磁阀噪音问题的解决

贺赵霞

摘 要：随着汽车产业的发展，以及客户满意度要求的不断提高，NVH已经成为评价汽车性能最重要的技术指标之一。文章介绍了汽车的NVH特性的意义，具体分析了A车型碳罐电磁阀电磁阀噪音传递到乘客舱的根本原因，并在不改变系统工作策略和标定的情况下，通过阻隔噪音的传播途径，解决了驾驶室内的噪音问题，大大提高了客户满意度。

关键词：碳罐电磁阀;噪音;NVH;汽车

中图分类号：U270.1+6  文献标识码：B  文章编号：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

汽车的噪音（Noise）、振动（Vibration）、声振粗糙度（Harshness）统称为汽车的NVH 特性，是衡量汽车设计及制造质量的一个重要因素[1]。

随着人们环保和舒适健康意识的不断提高，人们对车辆舒适度的要求越来越高，噪音到和振动大的车辆不仅对周围环境产生声污染，同时也不利于驾乘人员的健康。在日益激烈的汽车市场上，降低车辆噪音已成为新的竞争焦点和科技发展方向。当下，车辆的NVH特性已经成为汽车开发过程中重要的性能指标，也是客户非常关心的整车性能指标之一，汽车噪音控制必将成为汽车技术创新的重要领地，与NVH相关的分析、测试及材料技术等也成为汽车研发过程中关注的新焦点[2]。作者针对具体A车型上的碳罐电磁阀噪音问题进行了详细的研究分析，并提出了解决方法。

1 碳罐电磁阀噪音研究及解决

汽车排放包括排气排放物、蒸发排放物、曲轴箱排放物和加油排放物。排放物控制系统就是为了减少上述四类排放物中有害成分的各种控制系统的总称。一般汽油车在正常状况下运行一天排放约560g污染物（HC、CO、NOX、少量SO2和铅化物）。其中60% 来自尾气，20% 来自油箱，20%来自曲轴箱[3]。

1.1 碳罐电磁阀噪音产生机理

发动机工作时，ECU根据发动机转速、温度、空气流量等信号，控制碳罐电磁阀的开闭来控制真空控制阀上部的真空度，从而控制真空控制阀的开度。当真空控制阀打开时，燃油蒸汽通过真空控制阀被吸入进气歧管;发动机停止工作或长时间怠速时，ECU使电磁阀断电，关闭吸气通道，活性炭罐内的燃油蒸汽不能被吸入进气歧管。其中碳罐电磁阀的开闭动作会发出工作噪音。如果该噪音过大，必然引起客户抱怨，严重影响产品品质及声誉。

某合资品牌车型A在路试时发现，当汽车发动机启动约5分钟后，在驾驶室内能听到“哒哒哒”的声音，当车辆处于怠速状态下该声音异常明显，当深踩油门时该噪音频率会随之升高，在车速或发动机转速较高时，可能因风燥和胎噪等背景噪音太大，而主观感觉该工作噪音变弱。同时，合资品牌车型A也收到了大量客户对该噪音问题的抱怨。

1.2 碳罐电磁阀噪音分析

启动发动机，在怠速初始阶段，驾驶室内听不到噪音，用手触摸碳罐电磁阀，电磁阀静止无脉冲，显示碳罐电磁阀在发动机启动初期尚未开启并工作;开启车辆迅速行驶约5分钟后，驾驶室内能听到“哒哒哒”的低频噪音，怠速下用手触摸碳罐电磁阀，能感受到明显的脉动，且振动用力，脉动频率与“哒哒哒”噪音频率一致。自A车型中期换型后，在一年的时间内共接到876辆车的客户抱怨，同时德国车辆上存在同样的噪音问题。

人们将噪声声源、传播途径和接受者称为噪声污染“三要素”[4]。根据“三要素”，控制噪声污染的途径可从3个方面考虑：降低声源噪声、限制声的传播与阻断声的接受。对于碳罐电磁阀噪音，电磁阀是声源，驾驶者及乘客是接受者。不改变系统工作策略和标定的情况下，需找噪声的传播途径，成为降噪的重要突破口。

1.3 碳罐电磁阀噪音传播途径研究

首先，假设碳罐电磁阀噪声通过空气作为介质传播到驾驶室，因为碳罐电磁阀是噪声的来源，所以最直接的降噪方法就是将噪声源包裹起来，阻止噪声在声源处扩散。使用海绵等多种吸振降噪材料将电磁阀包裹后，发现噪声改善效果并不明显，因此可以推翻该假设，电磁阀噪音通过空气传播的贡献较小。

假设碳罐电磁阀噪声通过连接组件等固体传播到驾驶室。碳罐电磁阀橡胶体结构部分与金属支架连接，金属支架通过塑料螺母装配在白车身上。将碳罐电磁阀从金属支架上拆下，试车并没有发现碳罐电磁阀工作噪声，在怠速下，用手触摸碳罐电磁阀，能感受到明显的脉动，且振动用力，说明电磁阀此时是工作的。因此碳罐电磁阀噪声的主要传播途径是：电磁阀—金属支架—白车身—驾驶室，电磁阀与金属支架连接处已采用降噪的橡胶体设计，而金属支架与包车身之间没有可靠的降噪设计，因此可以尝试在金属支架和白车身之间进行隔振，减弱噪声的传播和噪声在白车身钣金件上的放大效应。

1.4 碳罐电磁阀噪声解决方案

选择4种不同硬度的降噪减振材料，制造成安装在金属支架及白车身钣金件之间的吸振降噪垫片试样，共计4种样品，由各部门专业工程师评估4种材料样品的实际降噪效果。10名来自研发、产品质量、整车质量及生产制造的工程师组成评估小组，结合多种路况和工况，对4种样品的降噪效果进行了评估，降噪效果最佳为5分，最差为0分，分别对4种试样的降噪效果评分如下表。

从评估结果得出在金属支架和白车身之间材料c的垫片，具有最佳降噪效果，可明显降低驾驶室内的碳罐电磁阀噪声。该方案迅速在生产中实施，并通过售后服务对已销售车辆进行安装。

2 结语

该方案实施近半年以来，尚未收到客户对碳罐电磁阀噪音的抱怨，因此说明解决措施有效，客户反映良好。下图为客户抱怨车型A碳罐电子阀噪音问题数量图。该方案在未改变电磁阀设计的前提下，成功解决了噪音问题，大大降低了成本。

基于碳罐电磁阀的工作噪声是其结构和工作方式的必然存在，目前技术无法完全消除，因此今后在碳罐电磁阀的安装设计上，应尽量避免电磁阀与车身连接件的直接安装和接触，以避免通过电磁阀和白车身将电磁阀工作噪音传播到乘

员舱。如将电磁阀设计安裝在水管等安全管路上，亦可有效实现降噪减振。

参考文献

[1] 林逸等.汽车NVH 特性研究综述[J].汽车工程.2002，（3）：177-186.

[2] 薛亮，黄森.汽车NVH技术研究现状与展望[J].汽车零部件.2013， （5）：78-81.

[3] 左振龙，韩琦等.寒冷环境中碳罐电磁阀噪声测试与控制[J].技术导向. 2015，（3）：24-27.

[4] 李径定，方卓毅，张立军，等.车厢内腔噪声自适应有源控制[J].汽车技术，2000，（5）：9-12.