對汽車空調(diào)系統(tǒng)降噪問題的探討

摘 要：空調(diào)系統(tǒng)噪聲是新車質(zhì)量研究的十大問題之一，如今隨著消費者對汽車舒適性要求的不斷提高，降低空調(diào)系統(tǒng)噪聲被提高到一個新的高度，也成為汽車市場競爭的一個影響因素，因此本文列舉了空調(diào)系統(tǒng)噪聲產(chǎn)生的原因，并提出了降低噪聲的方法，為后期空調(diào)系統(tǒng)降噪設(shè)計提供了參考。

關(guān)鍵詞：汽車空調(diào)；降噪；問題探討

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.225

0 引言

隨著人們生活對平的大幅上漲，汽車已成為很多人的日常代步工具，有車一族的數(shù)量也越來越多，人們對汽車的要求不僅僅是以車代步，更追求的是乘駕的動力性和舒適性。提到舒適性，人們首先會想到汽車空調(diào)，而且汽車空調(diào)都成了汽車的標(biāo)配?？照{(diào)要運行就不可避免帶來噪聲，然而汽車噪聲大小是人們選車的一個重要評價指標(biāo)。汽車噪聲產(chǎn)生部位很多，而汽車空調(diào)系統(tǒng)是引起重大噪聲的部件之一，如何使汽車空調(diào)噪聲特別是車內(nèi)噪聲減小，達到消費者的要求，是汽車設(shè)計者亟需解決的重要問題，也是提升現(xiàn)代汽車市場競爭的一環(huán)。

1 空調(diào)噪聲分類

按照噪聲產(chǎn)生機理不同，汽車空調(diào)噪聲可以分為：機械噪聲、流體噪聲、電磁噪聲。機械噪聲是由于機械設(shè)備運轉(zhuǎn)時，零部件間的摩擦力、撞擊力或非平衡力，使機械部件和殼體等發(fā)聲體產(chǎn)生無規(guī)律振動而發(fā)出的噪聲。如壓縮機總成，冷凝風(fēng)扇，鼓風(fēng)機，水泵等運轉(zhuǎn)時發(fā)出的聲音。流體噪聲是指運動流體與固體邊界之間由于粘滯力作用以及流體內(nèi)部湍流所引起的輻射噪聲。如冷凝風(fēng)扇和軸流風(fēng)機處進排氣噪聲，壓縮機的進排氣噪聲，風(fēng)道氣流聲。電磁噪聲是磁性元件在磁場力的作用下發(fā)生吸合而發(fā)車的噪聲，如壓縮機電磁離合器線圈。

也可把汽車空調(diào)噪聲從整車結(jié)構(gòu)上劃分為前艙噪聲和室內(nèi)噪聲兩類。前艙噪聲主要指安裝在發(fā)動機倉里的制冷部件發(fā)出的噪聲，如壓縮機運轉(zhuǎn)噪聲、冷卻部件、管道振動響聲，以及制冷劑在管道內(nèi)流動的聲音；室內(nèi)噪聲主要由采暖通風(fēng)總成與各風(fēng)道組成。

2 噪聲產(chǎn)生的原因及降低噪聲的方法

空調(diào)系統(tǒng)壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、鼓風(fēng)機及管路系統(tǒng)有輕微噪聲是正常的，但是如果噪聲過大或存在異響，說明空調(diào)系統(tǒng)有故障，需要及時處理。降低噪聲的方法主要是控制噪聲源，以及噪聲的傳輸和擴散。

2.1 空調(diào)設(shè)備選用

對于汽車空調(diào)來說控制噪聲源主要是選用好的空調(diào)設(shè)備，可以從以下幾個方面來選用：

（1）選擇低噪聲的風(fēng)機。風(fēng)機的空氣動力噪聲大小與其轉(zhuǎn)速、葉輪直徑大小和外殼的結(jié)構(gòu)、葉片傾角、葉片數(shù)和風(fēng)機工作狀態(tài)有關(guān)。為了降低風(fēng)機噪聲，應(yīng)選用轉(zhuǎn)速較低的離心風(fēng)機。還應(yīng)注意運動部件結(jié)合處留有足夠的間隙，以避免碰擊和振動，并盡可能采用滑動軸承。在風(fēng)機傳動中，直聯(lián)傳動比聯(lián)軸器傳動的噪聲小，V帶傳動噪聲最大。目前性能比較好的是HOPE多翼離心風(fēng)機。

（2）選擇低噪聲的壓縮機。壓縮機是汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的心臟，它的性能好壞決定了空調(diào)的很多性能指標(biāo)，而且汽車空調(diào)系統(tǒng)的噪聲很大一部分是由壓縮機引起的，所以選擇合適的壓縮機尤為重要，目前壓縮機種類和規(guī)格很多，但渦旋式壓縮機以其結(jié)構(gòu)新穎、精密，具有體積小、噪音低、重量輕、振動小、能耗小、壽命長、輸氣連續(xù)平穩(wěn)、運行可靠、氣源清潔等優(yōu)點，被譽為“新革命壓縮機”和“免維修壓縮機”，在小型制冷領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用。

（3）選擇換熱效率高的蒸發(fā)器和冷凝器，如冷凝器選擇平行流式，蒸發(fā)器選擇層疊式。

2.2 管路降噪

噪聲的傳輸和擴散主要是管道的設(shè)計和連接安裝的問題，可以對空調(diào)管路進行了下面的改進措施 。

（1）改進風(fēng)道布置和風(fēng)管結(jié)構(gòu)。風(fēng)道布置力求順直，避免復(fù)雜的局部管件。對風(fēng)管彎頭、三通管接頭、變截面過渡段、調(diào)節(jié)風(fēng)門等應(yīng)做成流線型、漸縮型或設(shè)置導(dǎo)流葉片，以減小氣流阻力和避免引起氣流的渦流。對于送風(fēng)量一定的送風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)機轉(zhuǎn)速愈小、送風(fēng)量就愈少，產(chǎn)生風(fēng)壓愈低，則風(fēng)機噪聲就愈低。因此，送風(fēng)管內(nèi)的氣流速度不宜選擇過大。

（2）改進風(fēng)管之間的連接結(jié)構(gòu)。將風(fēng)道的吸、排風(fēng)口設(shè)置成適當(dāng)長度的喇叭形管，并且管道內(nèi)部應(yīng)光順，有足夠的截面尺寸，在空氣分配器出風(fēng)口盡可能增加出風(fēng)格柵面積或?qū)Я靼搴头至靼?，以減少空氣動力噪聲。除了在風(fēng)機進、出口設(shè)置減振軟管外，在風(fēng)管穿過車壁的部位也應(yīng)以軟管連接。

（3）空調(diào)管路管夾加裝減震墊。由于壓縮機是固定在發(fā)動機上的，隨著路面不平發(fā)動機會產(chǎn)生振動，壓縮機也隨之振動，再者壓縮機本身就曾在機械噪聲，這些噪聲通過連接壓縮機與蒸發(fā)器的低壓管，傳遞到車艙內(nèi)，為了阻隔或減低這些噪聲的傳遞，低壓管的管夾內(nèi)的襯墊設(shè)計成內(nèi)齒型，而且管夾與支架的固定采用了柔性連接，在管夾和支架之間增加減震墊。

（4）空調(diào)管路加裝消音器。由于壓縮機進排氣處有氣流脈動以及吸、排氣閥不可避免地有機械撞擊，這些都會產(chǎn)生噪聲。根據(jù)制冷原理，我們知道壓縮機吸進的大約是1.5個大氣壓的低溫低壓氣態(tài)制冷劑，排出的大約是15個大氣壓的高溫高壓的氣態(tài)制冷劑，所以空調(diào)高壓管（排氣管）內(nèi)徑較小，排氣壓力比較穩(wěn)定，氣流脈動小，因此產(chǎn)生振動不大，導(dǎo)致噪聲小，而空調(diào)低壓管內(nèi)徑較大，又受車內(nèi)熱負(fù)荷變化的影響，制冷劑流量的變化明顯，壓力也跟著波動大，這樣，在壓縮機吸氣口附近就會產(chǎn)生氣流脈動，這會導(dǎo)致壓縮機振動較大，引起連接的空調(diào)低壓管也跟著產(chǎn)生抖動，從而引起前艙噪聲。為了降低壓縮機在吸氣時由于氣流脈動引起的噪聲，一般在空調(diào)低壓管（吸氣管）靠近壓縮機吸氣口50mm～100mm的位置加裝一個直徑40mm、長度為50mm的消音器，有的還在低壓管外周包裹隔熱的橡膠也能起一定的隔音作用，還有的用軟管連接。

（5）利用吸聲降低噪聲。在空調(diào)鼓風(fēng)機的進風(fēng)口、空氣分配器以及部分風(fēng)管內(nèi)粘貼吸聲材料，可利用材料的吸聲效果來降低噪聲。吸聲材料具有多孔性，它能把入射在其上的聲能部分地吸收掉，以減少噪聲對空調(diào)車室的干擾。吸聲材料大都是疏松多孔的，如玻璃棉、泡沫塑料、礦碴棉、毛氈、石棉絨等。

3 小結(jié)

通過對汽車空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲的原因分析，認(rèn)為可以從制冷設(shè)備和管路上采取減震降噪措施，就目前這一行業(yè)的發(fā)展看，空調(diào)管路的降噪措施尤為重要，因這些措施采取得當(dāng)如否，效果相差顯著。

參考文獻：

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