分析汽車空調(diào)系統(tǒng)開發(fā)過程中的噪聲控制

劉銘周

摘要：汽車的空調(diào)系統(tǒng)對(duì)于汽車使用中的整體舒適感有著重要的意義，所以對(duì)汽車空調(diào)系統(tǒng)做科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，保證其功能發(fā)揮的正常十分必要。利用實(shí)踐發(fā)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)在使用中會(huì)出現(xiàn)噪聲，這種情況嚴(yán)重影響了駕駛者的駕車體驗(yàn)。對(duì)資料進(jìn)行總結(jié)發(fā)現(xiàn)，要對(duì)空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行控制，需要從系統(tǒng)開發(fā)過程入手，做具體的系統(tǒng)優(yōu)化，因此分析和研究噪聲產(chǎn)生的具體原因，并在開發(fā)中做到有效的控制意義顯著。本文就汽車空調(diào)系統(tǒng)開發(fā)過程中的噪聲控制做詳細(xì)的分析和討論。

關(guān)鍵詞：汽車;空調(diào)系統(tǒng);開發(fā)過程;噪聲控制

中圖分類號(hào)：U472.4 文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A

隨著人們對(duì)生活質(zhì)量和品質(zhì)的追求提升，在做產(chǎn)品選擇時(shí)不僅會(huì)考慮價(jià)格和功能，更會(huì)考慮舒適感。所以在汽車選購的時(shí)候，更多的消費(fèi)者會(huì)關(guān)注駕車體驗(yàn)。眾所周知，噪聲污染對(duì)于人體危害是十分顯著的，而空調(diào)系統(tǒng)又是汽車提供舒適感不可獲取的一個(gè)系統(tǒng)，所以在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，其是否會(huì)產(chǎn)生噪聲直接決定顧客的購買意向，控制空調(diào)系統(tǒng)的噪聲是該系統(tǒng)開發(fā)過程中需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。本文分析汽車空調(diào)系統(tǒng)的具體噪聲，并就噪聲的控制做分析，這對(duì)于現(xiàn)實(shí)問題解決具有重要的意義。

1空調(diào)系統(tǒng)的噪聲組成

要具體控制噪聲，必須要對(duì)汽車空調(diào)系統(tǒng)噪聲的構(gòu)成做分析。就目前的實(shí)踐分析來看，汽車空調(diào)系統(tǒng)的噪聲源主要有4個(gè)^[1]：一是氣流噪聲，這種噪聲在汽車駕駛的時(shí)候很常見;二是運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)噪聲，這種噪聲產(chǎn)生與空調(diào)系統(tǒng)中的設(shè)備使用狀況有關(guān);三是制冷劑流動(dòng)噪聲，這種噪聲的形成有特定的條件;四是振動(dòng)與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，其主要和整車的運(yùn)行有關(guān)。總之，了解了噪聲源并對(duì)其做控制，汽車空調(diào)系統(tǒng)噪聲控制效果自然提升。

2汽車空調(diào)系統(tǒng)的噪聲分析和控制

汽車空調(diào)系統(tǒng)的噪聲嚴(yán)重影響駕駛員的駕駛體驗(yàn)，噪聲會(huì)對(duì)人的健康產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，所以要對(duì)噪聲做分析并從開發(fā)過程入手對(duì)其進(jìn)行控制。以下是關(guān)于汽車空調(diào)系統(tǒng)噪聲的分析和控制。

2.1氣流噪聲

氣流噪聲是當(dāng)前空調(diào)系統(tǒng)在工作時(shí)產(chǎn)生的一種主要噪聲類型，其主要是因?yàn)楣娘L(fēng)機(jī)、風(fēng)扇或風(fēng)機(jī)工作時(shí)，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生了比較強(qiáng)勁的壓力脈動(dòng)，由此導(dǎo)致了噪聲的產(chǎn)生。要解決此問題，對(duì)壓力脈動(dòng)進(jìn)行消除即可。首先需要判斷空調(diào)系統(tǒng)的噪聲為氣流噪聲，具體的判斷方法有2個(gè)：第一，通過仿真的方法對(duì)噪聲進(jìn)行獲取;第二，利用CED軟件讀取相關(guān)區(qū)域的聲源信息，通過比對(duì)確定噪聲來源。

在確定為氣流噪聲后，便可針對(duì)其產(chǎn)生過程進(jìn)行控制，具體的控制原則有4個(gè)：第一，對(duì)氣流相關(guān)設(shè)備的尺寸做設(shè)計(jì)，保證其合理性和科學(xué)性，而且對(duì)于設(shè)備的工作頻率等要進(jìn)行設(shè)計(jì)控制，避免出現(xiàn)較為急劇的變化;第二，對(duì)氣流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組合進(jìn)行優(yōu)化，避免氣流在通過狹縫時(shí)產(chǎn)生噪聲;第三，對(duì)氣流系統(tǒng)中需要特殊處理的零部件以及結(jié)構(gòu)做單獨(dú)的優(yōu)化，保證結(jié)構(gòu)效果發(fā)揮的持續(xù)性和穩(wěn)定性;第四，對(duì)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)出口做合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免進(jìn)出口出現(xiàn)氣流變化較大的情況。

2.2運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)噪聲

在汽車空調(diào)系統(tǒng)的使用中，比較常見的另一種噪聲是運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)噪聲，其產(chǎn)生原因是因?yàn)榭照{(diào)機(jī)模式、冷卻及內(nèi)外循環(huán)筒機(jī)的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了噪聲。這些設(shè)備之所以能夠產(chǎn)生噪聲，一方面是因?yàn)樵O(shè)備本身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化性不強(qiáng)，另一方面是結(jié)構(gòu)材料存在問題^[2]。

要解決上述問題，需要在系統(tǒng)開發(fā)過程中對(duì)運(yùn)動(dòng)做合理的設(shè)計(jì)，所以具體的控制方法主要有以下5種：第一，采用CATIA/UO的運(yùn)動(dòng)模塊做運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，并做好分析工作;第二，根據(jù)具體需求和空間要求，采用比較靈活的零部件實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì);第三，在空調(diào)的運(yùn)動(dòng)部分涂抹具備高、低溫性能的潤滑脂，這樣保證系統(tǒng)設(shè)備可以在要求的溫度條件下正常工作;第四，在系統(tǒng)開發(fā)過程中，采用較低的敏感系數(shù)和比較良好的壓力角，利用較為合理的被動(dòng)部件對(duì)質(zhì)量和密封壓縮量等進(jìn)行重置;第五，對(duì)所有運(yùn)動(dòng)部件間隙進(jìn)行計(jì)算，設(shè)置好間隙距離，避免出現(xiàn)極端可能的干涉和卡滯。

2.3制冷劑流動(dòng)噪聲

在汽車空調(diào)的噪聲中，第三種噪聲的產(chǎn)生與制冷劑有關(guān)，制冷劑的流動(dòng)狀態(tài)不同，其產(chǎn)生的噪聲情況也明顯不同。當(dāng)制冷劑處于間歇、過渡狀態(tài)時(shí)，其更容易產(chǎn)生比較大的噪聲，而且豎直的流動(dòng)比水平流動(dòng)更容易造成間歇、過渡狀態(tài)。

要對(duì)制冷劑流動(dòng)噪聲進(jìn)行有效控制，主要方法和措施有4個(gè)：第一，使用消音器，利用管道突變的界面或者是旁邊的共振腔，將沿著管道做傳播的聲波，在圖面的截面處使其發(fā)生反射或干涉，這樣，壓縮波的強(qiáng)度可以減弱，噪聲也就得以消除;第二，在壓縮機(jī)的吸氣管道上增加消音器，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部壓力產(chǎn)生的脈動(dòng)做吸收，從而降低甚至消除噪聲;第三，增加低壓軟管的長度，將壓縮機(jī)通過低壓管傳入空調(diào)機(jī)的噪聲進(jìn)行減弱，這樣，人體感知的噪聲會(huì)得到有效控制;第四，將膨脹閥轉(zhuǎn)移到發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，這樣，噪聲傳入空調(diào)機(jī)的現(xiàn)象得到控制，噪聲問題得以解決。

2.4振動(dòng)與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度

最后，對(duì)汽車空調(diào)系統(tǒng)中出現(xiàn)的噪聲進(jìn)行控制，需要分析振動(dòng)與結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。所謂的振動(dòng)與結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度指的是在空調(diào)箱、冷卻模塊以及壓縮機(jī)模塊等位置，將其安裝到整車之后對(duì)其與整車振動(dòng)的模態(tài)、振型以及應(yīng)力點(diǎn)做分析，可以判斷具體設(shè)備的振動(dòng)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否能夠達(dá)到噪聲控制的目的。如果達(dá)到目的，即按安裝的具體情況作設(shè)備布置，如若未達(dá)到噪聲控制的目的，則需要對(duì)具體的安裝做調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的控制。

3結(jié)束語

汽車空調(diào)系統(tǒng)的噪聲對(duì)于汽車駕駛舒適感體驗(yàn)有重要的影響，所以在具體的汽車駕駛中，噪聲要盡可能控制和消除。分析研究汽車空調(diào)系統(tǒng)噪聲的產(chǎn)生，并對(duì)具體的控制策略和方法做討論，這可以指導(dǎo)汽車空調(diào)系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)踐，做到系統(tǒng)優(yōu)化。

【參考文獻(xiàn)】

[1]鄒春一.整車環(huán)境下汽車空調(diào)系統(tǒng)氣動(dòng)噪聲分析[J].聲學(xué)技術(shù)，2018（1）.

[2]楊誠，肖堯，胡美龍.小波分析在汽車空調(diào)啟動(dòng)異響診斷中的應(yīng)用[J].噪聲與振動(dòng)控制，2016，36（4）：151-155.