空調(diào)壓縮機(jī)新型減振結(jié)構(gòu)的NVH性能改善

梁輝耀， 方 馨， 馮還紅， 葉福裕

(廈門(mén)金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司， 福建 廈門(mén) 361023)

汽車空調(diào)壓縮機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系驅(qū)動(dòng)，是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要附件之一。由于空調(diào)壓縮機(jī)的質(zhì)量相對(duì)其他附件較大，它需要通過(guò)支架直接或者間接地安裝固定于車架上，因此空調(diào)壓縮機(jī)支架的設(shè)計(jì)安裝方案，直接影響壓縮機(jī)的疲勞壽命以及整機(jī)的NVH性能[1-3]。相關(guān)試驗(yàn)證實(shí)，由空調(diào)壓縮機(jī)工作所引起的整車振動(dòng)噪聲較為明顯，隨著乘客對(duì)客車乘坐舒適性要求的提高，空調(diào)壓縮機(jī)的減振降噪已經(jīng)成為提高客車乘坐舒適性的一個(gè)迫切要求[4-5]。

1 壓縮機(jī)新型固定底板結(jié)構(gòu)

1.1 壓縮機(jī)傳統(tǒng)底板結(jié)構(gòu)

常見(jiàn)的空調(diào)壓縮機(jī)底板結(jié)構(gòu)為傳統(tǒng)剛性翹板軸連接結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 剛性連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

其工作原理：由空調(diào)壓縮機(jī)翹板結(jié)構(gòu)1與上底板固定支座總成2組成剛性連接，再通過(guò)它與壓縮機(jī)下底板3剛性連接，以及彈簧調(diào)節(jié)支座4與壓縮機(jī)下底板3的剛性連接構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)的弊端是：振動(dòng)噪聲大、機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性差、車廂內(nèi)乘客乘坐舒適性較差，容易導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備使用壽命短、整車振動(dòng)噪聲售后反饋等問(wèn)題的發(fā)生；且該安裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量較大，占用發(fā)動(dòng)機(jī)艙空間較大，須定期保養(yǎng)和添加潤(rùn)滑劑等，不利于發(fā)動(dòng)機(jī)的整體布置。

傳統(tǒng)的剛性連接壓縮機(jī)支架已經(jīng)無(wú)法滿足NVH性能指標(biāo)要求，針對(duì)此瓶頸開(kāi)發(fā)了NVH性能更優(yōu)秀的ROSTA減振結(jié)構(gòu)。

1.2 ROSTA減振結(jié)構(gòu)

新型減振結(jié)構(gòu)為ROSTA扭轉(zhuǎn)減振單元結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

其工作原理：ROSTA扭轉(zhuǎn)減振單元總成1通過(guò)壓縮機(jī)安裝銷軸與壓縮機(jī)底板支座總成2連接，再通過(guò)它與調(diào)節(jié)連桿3連接，以及螺桿調(diào)節(jié)支座4與調(diào)節(jié)連桿3的連接構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：免維護(hù)，無(wú)須定期保養(yǎng)和添加潤(rùn)滑劑；實(shí)現(xiàn)扭矩穩(wěn)定傳遞、振動(dòng)噪聲小，可提高機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性和使用壽命；且該安裝結(jié)構(gòu)自動(dòng)張緊、安裝簡(jiǎn)單、重量較輕，占用發(fā)動(dòng)機(jī)艙空間較小，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)艙的整體布置。

圖2 ROSTA減振結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

ROSTA產(chǎn)品的核心部件是ROSTA扭轉(zhuǎn)減振單元總成。該結(jié)構(gòu)在壓縮機(jī)安裝底座上增加ROSTA扭轉(zhuǎn)減振單元，通過(guò)減振單元中4根橡膠條的扭轉(zhuǎn)彈性變形，有效地將壓縮機(jī)振動(dòng)與支架底座隔離開(kāi)來(lái)，并且實(shí)現(xiàn)了皮帶的自動(dòng)張緊。

2 ROSTA減振結(jié)構(gòu)NVH性能試驗(yàn)

以我司某款車型為例，進(jìn)行ROSTA減振結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)翹板軸底板結(jié)構(gòu)NVH性能對(duì)比試驗(yàn)。

2.1 振動(dòng)噪聲測(cè)試

選取幾個(gè)不同測(cè)試點(diǎn)(駕駛員、中排、后排)，在相同工況下，對(duì)傳統(tǒng)翹板軸底板結(jié)構(gòu)和ROSTA減振結(jié)構(gòu)用專用振動(dòng)測(cè)試儀器對(duì)各測(cè)試點(diǎn)的噪聲分別進(jìn)行測(cè)試，并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄及分析。不同測(cè)試點(diǎn)分貝值測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 傳統(tǒng)翹板軸底板結(jié)構(gòu)/ROSTA結(jié)構(gòu)減振效果比較 dB(A)

從表1可以看出，空調(diào)壓縮機(jī)減振結(jié)構(gòu)由傳統(tǒng)翹板軸底板結(jié)構(gòu)更改為ROSTA減振結(jié)構(gòu)后，車內(nèi)噪聲下降較大。開(kāi)空調(diào)，怠速工況時(shí)，車內(nèi)噪聲最多降低了3.8 dB(A)；50 km/h勻速時(shí)，車內(nèi)噪聲最多降低了3.5 dB(A)；80 km/h勻速時(shí)，車內(nèi)噪聲最多降低了3.7 dB(A)。不開(kāi)空調(diào)，怠速工況時(shí)，車內(nèi)噪聲最多增加了0.6 dB(A)；50 km/h勻速時(shí)，車內(nèi)噪聲最多降低1.8 dB；80 km/h勻速時(shí)，車內(nèi)噪聲最多降低了1.9 dB(A)。

2.2 振動(dòng)加速度測(cè)試

選取幾個(gè)不同測(cè)試點(diǎn)(駕駛員、中排、后排)，在相同工況下，對(duì)傳統(tǒng)翹板軸底板結(jié)構(gòu)和ROSTA減振結(jié)構(gòu)用專用振動(dòng)測(cè)試儀器對(duì)各測(cè)試點(diǎn)的噪聲分別進(jìn)行測(cè)試，并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄及分析。怠速狀態(tài)下不同測(cè)試點(diǎn)加速度測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 怠速狀態(tài)下傳統(tǒng)翹板軸底板結(jié)構(gòu)/ROSTA結(jié)構(gòu)減振效果比較 m/s2

從表2可以看出，相比原有的剛性連接結(jié)構(gòu)，ROSTA減振結(jié)構(gòu)在怠速不開(kāi)空調(diào)工況下，測(cè)點(diǎn)振動(dòng)最多減少0.27 m/s2；在怠速開(kāi)空調(diào)工況下，測(cè)點(diǎn)振動(dòng)最多減少0.39 m/s2。

從以上測(cè)試結(jié)果可以看出，ROSTA減振結(jié)構(gòu)擁有更出色的NVH性能，可以滿足客戶更高的性能要求；其次，ROSTA壓縮機(jī)支架重量小、結(jié)構(gòu)輕便，減少了發(fā)動(dòng)機(jī)艙空間的占有量，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)艙的總體布置。

該款新型壓縮機(jī)減振結(jié)構(gòu)的分析與研究勢(shì)必為今后整車的NVH性能改善產(chǎn)生重要意義，也勢(shì)必會(huì)成為未來(lái)幾年的發(fā)展趨勢(shì)及研究方向。

3 結(jié)束語(yǔ)

NVH性能的提升是客車乘坐舒適性的直觀體現(xiàn)，振動(dòng)噪聲不僅影響著人們的生活和工作環(huán)境，同時(shí)還危害人們的健康，是影響最為廣泛的一種公害[6-9]。同時(shí)，振動(dòng)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的危害也是很大的，有害的振動(dòng)不僅會(huì)降低機(jī)械設(shè)備的工作精度，還會(huì)加劇磨損、縮短機(jī)器使用壽命[10]。隨著對(duì)振動(dòng)噪聲的持續(xù)研究和國(guó)家主管部門(mén)越來(lái)越嚴(yán)格的要求，汽車NVH性能要求的提升將備受關(guān)注?？傊?，對(duì)于汽車NVH的研究，在汽車研究與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的作用越來(lái)越突出。

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