某車型怠速開空調(diào)車內(nèi)噪聲大問題排查及改進(jìn)

田靜

摘 要：某車型怠速開空調(diào)工況車內(nèi)噪聲偏高，主觀感覺較明顯，嚴(yán)重影響駕乘舒適性。通過對影響空調(diào)系統(tǒng)噪聲的因素進(jìn)行逐一排查，原因為空調(diào)管路安裝點隔振差、空調(diào)管內(nèi)冷媒脈動噪聲大、進(jìn)排氣軟管硬度大。隨后對空調(diào)管路的管夾進(jìn)行優(yōu)化，將空調(diào)管路的所有管夾更改為雙層隔振管夾，提高管夾的隔振性能。在空調(diào)管路中增加擴(kuò)張腔，緩解管路中冷媒的脈動沖擊，減小傳遞到車身的振動。以及調(diào)整壓縮機(jī)進(jìn)排氣軟管硬度，提高軟管的隔振性能。通過三項優(yōu)化措施，最終怠速開空調(diào)車內(nèi)前排噪聲由原狀態(tài)的47.8dB（A）降低為45dB（A），滿足目標(biāo)值要求。

關(guān)鍵詞：隔振;硬度

1 引言

整車NVH性能直接刺激顧客的主觀感受，車內(nèi)噪聲、振動近年來逐漸成為衡量汽車舒適性的重要指標(biāo)之一。怠速開空調(diào)工況車內(nèi)噪聲大直接影響車輛的駕乘舒適性，引起駕駛員疲憊，導(dǎo)致顧客抱怨。所以車型開發(fā)過程中怠速開空調(diào)工況車內(nèi)噪聲大的問題必須要解決。

2 某車型怠速開空調(diào)車內(nèi)噪聲大問題及原因排查

2.1 怠速開空調(diào)車內(nèi)噪聲大問題

公司某款車型在研發(fā)試制過程中測試發(fā)現(xiàn)怠速開空調(diào)工況車內(nèi)噪聲偏高，且主觀感覺較明顯，嚴(yán)重影響駕乘舒適性。通過對怠速工況車內(nèi)噪聲進(jìn)行測試，測試數(shù)據(jù)顯示怠速關(guān)空調(diào)前排駕右噪聲為40dB（A），滿足目標(biāo)值要求;怠速開空調(diào)前排駕右噪聲為47.80dB（A），不滿足45dB（A）的目標(biāo)值要求。具體如表1、圖1所示，圖中標(biāo)識：FRLE：駕駛員右耳噪聲。

2.2 NVH問題排查

該車型怠速關(guān)空調(diào)車內(nèi)前排駕右噪聲滿足目標(biāo)值要求，開空調(diào)前排駕右噪聲不滿足目標(biāo)值要求，則開空調(diào)工況車內(nèi)噪聲大應(yīng)主要為空調(diào)系統(tǒng)引起。汽車空調(diào)系統(tǒng)主要由空調(diào)主機(jī)、壓縮機(jī)、冷凝器、儲液器、膨脹閥、蒸發(fā)器、鼓風(fēng)機(jī)、空調(diào)管路及控制部件等組成。汽車空調(diào)系統(tǒng)噪聲大的原因可能為空調(diào)主機(jī)噪聲大，壓縮機(jī)噪聲大，鼓風(fēng)機(jī)噪聲大，冷卻風(fēng)扇噪聲大，空調(diào)管路安裝點隔振差，空調(diào)管路噪聲大等，遂對各個可能的原因進(jìn)行逐一測試排查。

首先對空調(diào)主機(jī)進(jìn)行部件級噪聲測試，通過測試，12V（DC）下空調(diào)主機(jī)噪音為62.3dB（A），噪聲值滿足≤64dB（A）的一般目標(biāo)設(shè)計要求，所以空調(diào)主機(jī)噪聲大不是怠速空調(diào)開車內(nèi)噪聲大的主要原因。

接下來對空調(diào)壓縮機(jī)進(jìn)行測試排查，空調(diào)開工況，斷開空調(diào)壓縮機(jī)（取消繼電器）后，車內(nèi)前排駕右噪聲降低3.9dB（A），如圖2所示，滿足通常壓縮機(jī)3～4dB（A）貢獻(xiàn)量的要求，因此壓縮機(jī)噪聲大不是怠速空調(diào)開車內(nèi)噪聲大的主要原因。

隨后對空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行測試，經(jīng)測試，鼓風(fēng)機(jī)單獨工作時對車內(nèi)噪聲影響較小，車內(nèi)前、中、后排噪聲貢獻(xiàn)量均未超過37dB（A），滿足≤43dB（A）的一般設(shè)計要求，表現(xiàn)水平較好。

接著對冷卻風(fēng)扇噪聲進(jìn)行測試排查，使用穩(wěn)壓電源給風(fēng)扇供電，保證風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與怠速空調(diào)開工況下一致，如圖6所示，測得風(fēng)扇本體噪聲為58.7dB（A），滿足≤60dB（A）的一般設(shè)計要求。同時測得風(fēng)扇對車內(nèi)貢獻(xiàn)量為32.8dB（A），滿足≤33dB（A）的一般設(shè)計要求。

怠速空調(diào)開工況該車型發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為820rpm，空調(diào)壓縮機(jī)工作轉(zhuǎn)速與曲軸轉(zhuǎn)速比為1.25：1，壓縮機(jī)內(nèi)部為7缸結(jié)構(gòu)，經(jīng)過計算可以得到壓縮機(jī)工作基頻為：820*1.25*7/60=120Hz。測試空調(diào)管車身連接端的振動，通過測試數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)空調(diào)管車身連接端存在與駕右對應(yīng)的121Hz、242Hz峰值。斷開空調(diào)管路與車身連接，測試車內(nèi)駕右噪聲變化情況，車內(nèi)121Hz噪聲峰值由35.6 dB（A）下降至30.5 dB（A），下降5.1 dB（A）;242Hz噪聲峰值由34.8 dB（A）下降至27.1 dB（A），下降7.7 dB（A）;且車內(nèi)前排駕右噪聲下降1.07dB（A），由此可判定由于空調(diào)管路與車身直接固定連接，缺少隔振，壓縮機(jī)振動通過空調(diào)管路傳遞至車身，造成車內(nèi)噪聲峰值，即空調(diào)管路安裝點隔振差是怠速空調(diào)開車內(nèi)噪聲大的主要原因之一，如圖3、圖4所示。

空調(diào)管內(nèi)冷媒的脈動壓力會導(dǎo)致管路振動及噪聲偏大，并將噪聲傳遞至車內(nèi)，在該車型前圍空調(diào)管路中手工增加其車型的某一擴(kuò)張腔，車內(nèi)駕右噪聲20-800Hz頻段下降1.9dB（A），駕右噪聲下降0.6dB（A）。因此空調(diào)管內(nèi)冷媒的脈動噪聲大也是怠速空調(diào)系統(tǒng)噪聲大的原因之一。

空調(diào)壓縮機(jī)進(jìn)排氣軟管硬度偏大將不能對壓縮機(jī)振動起到較好的隔振作用，壓縮機(jī)振動會通過管路經(jīng)車身傳遞至車內(nèi)。對進(jìn)排氣軟管進(jìn)行硬度檢測，經(jīng)檢測，進(jìn)排氣軟管硬度為75邵氏度，硬度偏高，不能有效衰減空調(diào)壓縮機(jī)的振動。將軟管更換為硬度65邵氏度的管子并進(jìn)行車內(nèi)噪聲測試，車內(nèi)前排駕右噪聲下降0.6dB（A）。因此進(jìn)排氣軟管硬度大也是怠速空調(diào)系統(tǒng)噪聲大的原因之一。

綜上所述，空調(diào)管路安裝點隔振差、空調(diào)管內(nèi)冷媒脈動噪聲大、進(jìn)排氣軟管硬度大均是導(dǎo)致怠速空調(diào)系統(tǒng)噪聲大的原因。

3 優(yōu)化措施及驗證

對空調(diào)管路的管夾進(jìn)行優(yōu)化，將空調(diào)管路的所有管夾更改為雙層隔振管夾，即管夾與管路接觸部位、管夾與車身接觸部位均增加橡膠墊圈，有效衰減壓縮機(jī)經(jīng)由管路傳遞到車身的基頻振動，降低傳遞到車內(nèi)的噪聲，新狀態(tài)管夾經(jīng)裝車測試驗證，車內(nèi)前排噪聲下降1.05dB（A），如圖5所示。

空調(diào)管路中增加擴(kuò)張腔，緩解管路中冷媒的脈動沖擊，減小傳遞到車身的振動。增加擴(kuò)張腔的管路樣件裝車測試驗證，膨脹閥端X向振動由2.5g降為0.2g，車內(nèi)前排噪聲下降0.8dB（A），如圖6所示。

調(diào)整壓縮機(jī)進(jìn)排氣軟管硬度，軟管硬度由75邵氏度調(diào)為65邵氏度，提高軟管的隔振性能，軟管樣件裝車測試驗證，車內(nèi)前排噪聲下降0.7dB（A）。

通過將空調(diào)管路的所有管夾更改為雙層隔振管夾、空調(diào)管路中增加擴(kuò)張腔、調(diào)整壓縮機(jī)進(jìn)排氣軟管硬度三項優(yōu)化措施，怠速開空調(diào)工況車內(nèi)前排駕右噪聲由原狀態(tài)的47.8dB（A）降低為45dB（A），最終滿足目標(biāo)值要求。

4 結(jié)語

影響汽車空調(diào)系統(tǒng)噪聲的主要因素有空調(diào)主機(jī)噪聲，壓縮機(jī)噪聲，鼓風(fēng)機(jī)噪聲，冷卻風(fēng)扇噪聲，空調(diào)管路安裝點隔振性能，空調(diào)管路噪聲等。本文通過將空調(diào)管夾更改為雙層隔振結(jié)構(gòu)、空調(diào)管路中增加擴(kuò)張腔、調(diào)整壓縮機(jī)進(jìn)排氣軟管硬度，從結(jié)構(gòu)上減小空調(diào)系統(tǒng)噪聲、振動向車內(nèi)的傳遞，從而降低了怠速開空調(diào)工況車內(nèi)噪聲。本文中汽車空調(diào)系統(tǒng)噪聲的優(yōu)化方向及舉措，可供其他車型借鑒。

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