汽車空調(diào)系統(tǒng)異響引起的車內(nèi)噪聲研究與解決

徐慶春（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

汽車空調(diào)系統(tǒng)異響引起的車內(nèi)噪聲研究與解決

徐慶春
（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

摘 要：文章針對(duì)某微型面包車開(kāi)空調(diào)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在1500～2000rpm時(shí)，車內(nèi)存在非常強(qiáng)烈的異響聲進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過(guò)近場(chǎng)測(cè)量法、分別運(yùn)轉(zhuǎn)法，以及階次分析等方法，確定開(kāi)空調(diào)時(shí)車內(nèi)異響主要是由于空調(diào)系統(tǒng)高壓管與車身剛性連接，導(dǎo)致振動(dòng)傳遞引起的。通過(guò)重新設(shè)計(jì)高壓管、更換與車身連接方式，使異響問(wèn)題得到解決。用此種方法解決汽車空調(diào)系統(tǒng)異響噪聲，具有重要的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：汽車；空調(diào)；高壓管；噪聲

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.10.046

CLC NO.: U472.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)10-129-03

引言

汽車車內(nèi)噪聲是汽車在行駛時(shí)乘坐室內(nèi)存在的各種噪聲，它極易使乘員感覺(jué)到疲勞，對(duì)汽車的乘坐舒適性有重要影響。引起車內(nèi)噪聲的因素很多，主要有發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、進(jìn)排氣噪聲、傳動(dòng)系噪聲以及高速行駛時(shí)的風(fēng)噪聲等等；汽車空調(diào)系統(tǒng)在工作時(shí)也會(huì)產(chǎn)生非常明顯的車內(nèi)噪聲，而且其產(chǎn)生的噪聲相對(duì)容易被乘員辨識(shí)。空調(diào)系統(tǒng)壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、鼓風(fēng)機(jī)及管路系統(tǒng)有輕微噪聲是正常的，但是如果噪聲過(guò)大或存在異響，就說(shuō)明空調(diào)系統(tǒng)有故障，需要及時(shí)治理。本文針對(duì)國(guó)內(nèi)某款微型面包車在開(kāi)發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)異響問(wèn)題，采用分別運(yùn)轉(zhuǎn)法、近場(chǎng)測(cè)量等方法將存在的異響問(wèn)題徹底解決。

1、空調(diào)系統(tǒng)噪聲分析

目前的車載空調(diào)系統(tǒng)，絕大部分都是基于壓縮機(jī)制冷的原理進(jìn)行工作的。由于空調(diào)系統(tǒng)在工作時(shí)，內(nèi)部同時(shí)存在氣體和液體，使得空調(diào)系統(tǒng)工作時(shí)氣體噪聲、固體噪聲以及液體噪聲同時(shí)存在。通常，用于制冷的小型高速壓縮機(jī)是空調(diào)系統(tǒng)噪聲的最主要噪聲源之一，文獻(xiàn)[1]采用頻譜分析、有限元模態(tài)分析法對(duì)擺盤式壓縮機(jī)振動(dòng)噪聲問(wèn)題進(jìn)行了研究；文獻(xiàn)[2]則將壓縮機(jī)的振動(dòng)加速度與車內(nèi)噪聲結(jié)合起來(lái)，采用頻譜分析法進(jìn)行了探索；文獻(xiàn)[3]采用計(jì)算流體力學(xué)分析法對(duì)空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)道進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析，得出減小風(fēng)道壓力損失可以降低車內(nèi)噪聲的結(jié)論。通常情況下，如果當(dāng)汽車空調(diào)系統(tǒng)開(kāi)啟時(shí)存在比較大的振動(dòng)聲，主要來(lái)源于壓縮機(jī)和壓縮機(jī)支架，如果支架松動(dòng)或壓縮機(jī)漏油，通常可以通過(guò)加固壓縮機(jī)支架、更換壓縮機(jī)密封件、增加潤(rùn)滑油使噪聲問(wèn)題得以解決。汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)基本工作原理見(jiàn)圖1。

1.1 車輛及空調(diào)系統(tǒng)狀態(tài)描述

根據(jù)某汽車生產(chǎn)廠家對(duì)其新產(chǎn)品進(jìn)行試乘試駕時(shí)，得到顧客反饋該系列車型在開(kāi)空調(diào)時(shí)，當(dāng)車輛加速，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在1500～2000rpm時(shí)，車內(nèi)存在非常明顯的異響聲，讓人感覺(jué)很不舒服，嚴(yán)重影響了駕乘舒適性。該車可能涉及到空調(diào)系統(tǒng)噪聲的主要配置如下：

表1　車輛主要配置及參數(shù)

1.2 噪音源識(shí)別

采用以下方法，初步判斷鼓風(fēng)機(jī)沒(méi)有問(wèn)題（本文全部試驗(yàn)過(guò)程使車輛保持定置狀態(tài)，測(cè)試Idle Sweep工況）。

（1）關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)，踩下油門踏板，無(wú)異響；

（2）打開(kāi)鼓風(fēng)機(jī)，讓空調(diào)系統(tǒng)處于停止?fàn)顟B(tài)，踩下油門踏板，無(wú)異響；

（3）空調(diào)系統(tǒng)開(kāi)啟，有異響。

在開(kāi)關(guān)空調(diào)系統(tǒng)兩種狀態(tài)下，按照GB/T 18697-2002《聲學(xué) 汽車車內(nèi)噪聲測(cè)量方法》布置駕駛員測(cè)量點(diǎn)，分別測(cè)量駕駛員右耳處的噪聲階次colormap圖[4]。對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，開(kāi)空調(diào)狀態(tài)明顯增加了10.8階的噪聲，異響的轉(zhuǎn)速范圍在1500～ 2000rpm，與試乘試駕異響抱怨轉(zhuǎn)速區(qū)間相吻合，見(jiàn)圖2。

下一步采取近場(chǎng)測(cè)量法，分別測(cè)量空調(diào)系統(tǒng)主要部件的10.8階噪聲階次跟蹤圖[5]。測(cè)點(diǎn)布置如下：

從圖3可以看出，通過(guò)近場(chǎng)測(cè)量空調(diào)系統(tǒng)各部件的10.8階噪聲，對(duì)比發(fā)現(xiàn)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在1500～2000rpm范圍內(nèi)，噪聲聲壓級(jí)比較高的點(diǎn)集中在高壓管與車身連接點(diǎn)附近，初步斷定異響是由于高壓管與車身連接振動(dòng)引起的。檢查發(fā)現(xiàn)該車型空調(diào)系統(tǒng)管路與車身在三個(gè)位置剛性連接，其中與壓縮機(jī)出口軟管連接的高壓鋁管與車身通過(guò)兩個(gè)螺栓實(shí)現(xiàn)剛性連接。

通過(guò)測(cè)量高壓鋁管與車身連接點(diǎn)的振動(dòng)，對(duì)振動(dòng)加速度進(jìn)行階次分析，圖4可以發(fā)現(xiàn)，在開(kāi)關(guān)空調(diào)兩種狀態(tài)下振動(dòng)階次圖，與車內(nèi)噪聲類似，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在1500～2000rpm時(shí)，10.8階振動(dòng)增加非常明顯。

此時(shí)，擰開(kāi)高壓鋁管與車身的三處螺栓連接，空調(diào)異響問(wèn)題得到解決。

2、解決方案

通過(guò)上述的噪聲源識(shí)別與分析，可以采取以下措施使問(wèn)題得以解決：

（1）將高壓鋁管與前面板改成彈性連接；

（2）將與壓縮機(jī)出口軟管連接的高壓鋁管改成橡膠軟管，并取消硬連接。

采取以上兩項(xiàng)措施前后，開(kāi)空調(diào)時(shí)駕駛員耳邊噪聲聲壓級(jí)曲線如下圖5。可以看出，不僅在1500～2000rpm的10.8階噪聲明顯降低，而且車內(nèi)噪聲整體聲壓級(jí)也降低了將近3dB(A)，降噪效果非常明顯。

3、總結(jié)

通過(guò)上述的試驗(yàn)研究，對(duì)汽車空調(diào)系統(tǒng)降噪得到如下結(jié)論：

（1）采用分別運(yùn)轉(zhuǎn)法、近場(chǎng)測(cè)量等方法通常能夠快速的定位汽車主要噪音源。

（2）在進(jìn)行汽車空調(diào)系統(tǒng)降噪時(shí)，通常大家的注意力主要集中在壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)（風(fēng)道）、冷凝器風(fēng)扇等部件上[6]，往往忽視高壓管路系統(tǒng)對(duì)車身振動(dòng)的傳遞作用；因此，這種汽車空調(diào)系統(tǒng)降噪方法值得大家關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃鎖成,靳曉雄,張立軍. 汽車空調(diào)用壓縮機(jī)的振動(dòng)和噪聲分析[J].汽車技術(shù),2003(05).

[2] 張立軍,靳曉雄,黃鎖成等.汽車空調(diào)壓縮機(jī)引起的車內(nèi)噪聲試驗(yàn)研究[J].汽車工程,2002 (24):5.

[3] 程勉宏,劉剛.汽車空調(diào)風(fēng)道設(shè)計(jì)對(duì)車內(nèi)噪聲的影響[J].沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2005(04).

[4] 林澤安,班琦,單磊等. 聲強(qiáng)測(cè)量法在汽車空調(diào)噪聲測(cè)量中的應(yīng)用[J].制冷與空調(diào),2006(03).

[5] 徐兀.汽車噪聲和振動(dòng)控制[M].北京:人民交通出版社,1987.

[6] Kenji Tojo,Kunihiko Takao,Masaru lto, lsao Hayasc and Yukio Takahashi. Dyanmic Behavior of Variable Displacement Compressor of Automotive Air Conditioner. SAE paper 900084.

綜 述

Research and solution of the noise of the vehicle in the different noise of the automobile air conditioning system

Xu Qingchun
( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

Abstract:Article for a minivan air conditioning，When the engine speed is 1500 ~ 2000rpm There is a very strong Abnormal sound inside what were studied ,Through the near field measurement method, operation method, respectively, and order analysis and other methods，Determining the open air car abnormal noise is mainly due to the air conditioning system high pressure pipe rigidly connected with the body，Causing vibration caused by passing。By redesigning high-pressure pipe, replacement and body connection,the problem is resolved. By this method to solve the car air conditioning system louder noise, important reference value.

Keywords:automobile; air condition; high pressure pal; noise

作者簡(jiǎn)介：徐慶春，就職于安徽江淮汽車股份有限公司。

中圖分類號(hào)：U472.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-7988(2015)10-129-03