客車(chē)空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)降噪研究

梁輝耀

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

客車(chē)空調(diào)的蒸發(fā)器和冷凝器一般都布置在頂蓋骨架上方，空調(diào)制冷時(shí)由于蒸發(fā)風(fēng)機(jī)工作產(chǎn)生的氣流直接傳入車(chē)內(nèi)空調(diào)風(fēng)道,所以噪聲較大，直接影響乘坐舒適性；而空調(diào)冷凝風(fēng)機(jī)由于布置在車(chē)外，噪聲不直接傳入車(chē)內(nèi)空調(diào)風(fēng)道，噪聲影響不大[1-2]。隨著乘客對(duì)乘坐舒適性要求的提高，客車(chē)空調(diào)蒸器發(fā)風(fēng)機(jī)降噪已經(jīng)成為迫切需求[3-4]。

1 怠速工況噪聲測(cè)試

以我司某款11 m客車(chē)為例，根據(jù)空調(diào)噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，在怠速工況下空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)噪聲對(duì)整車(chē)噪聲的影響尤為突出，最大噪聲差為11 dB(A)，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 怠速工況噪聲對(duì)比 dB(A)

表1中，怠速狀態(tài)下開(kāi)空調(diào)低擋、中擋、高擋時(shí)，蒸發(fā)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速分別為3 000 r/min、3 500 r/min、4 000 r/min，冷凝風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速分別為5 000 r/min、6 000 r/min、7 000 r/min。

空調(diào)系統(tǒng)噪聲主要由蒸發(fā)風(fēng)機(jī)工作產(chǎn)生的氣流噪聲與空調(diào)壓縮機(jī)工作產(chǎn)生的噪聲組成[5-6]。本文分析車(chē)輛的現(xiàn)有狀況，制定了兩套改善客車(chē)空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)噪聲的方案：

1) 在保證空調(diào)制冷量與降溫速度的前提下，優(yōu)化蒸發(fā)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而降低蒸發(fā)風(fēng)機(jī)噪聲。

2) 更換吸音性能更好的降噪材料，從而降低蒸發(fā)風(fēng)機(jī)噪聲。

2 空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)降噪設(shè)計(jì)

2.1 優(yōu)化蒸發(fā)風(fēng)機(jī)擋位轉(zhuǎn)速

進(jìn)行空調(diào)制冷量與蒸發(fā)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速試驗(yàn)，模擬怠速開(kāi)空調(diào)工況進(jìn)行測(cè)試(壓縮機(jī)800 r/min)[7-8]。該試驗(yàn)通過(guò)對(duì)空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)添加調(diào)速模塊，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)多擋位風(fēng)量可調(diào)(由原標(biāo)配低、中、高3擋控制優(yōu)化設(shè)置為8擋控制)，從而找出3個(gè)新的3擋狀態(tài)的最優(yōu)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，測(cè)試結(jié)果如圖1所示。

圖1 怠速工況蒸發(fā)風(fēng)機(jī)不同擋位與制冷量關(guān)系

綜合考慮空調(diào)系統(tǒng)制冷性能與NVH性能，由圖1可知,優(yōu)化空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)擋位后，空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速在新的第1擋轉(zhuǎn)速2 800 r/min的情況下空調(diào)制冷量15.26 kW與原3個(gè)擋位狀態(tài)的低擋3 000 r/min的轉(zhuǎn)速情況空調(diào)制冷量15.43 kW接近;空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速在新的第3擋轉(zhuǎn)速3 300 r/min的情況下空調(diào)制冷量16.23 kW與原3個(gè)擋位狀態(tài)的中擋3 500 r/min 的轉(zhuǎn)速情況空調(diào)制冷量16.29 kW接近；空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速在新的第5擋轉(zhuǎn)速3 800 r/min的情況下空調(diào)制冷量16.31 kW與原3個(gè)擋位狀態(tài)的高擋 4 000 r/min的轉(zhuǎn)速情況空調(diào)制冷量16.35 kW接近。

這樣，在基本上不影響空調(diào)制冷量的情況下將原標(biāo)配3個(gè)擋位狀態(tài)對(duì)應(yīng)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速分別調(diào)整為新的3擋：低擋2 800 r/min、中擋3 300 r/min、高擋 3 800 r/min。優(yōu)化蒸發(fā)風(fēng)機(jī)擋位轉(zhuǎn)速后的噪聲測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2，作為后續(xù)進(jìn)一步研究的基礎(chǔ)。

表2 蒸發(fā)風(fēng)機(jī)擋位轉(zhuǎn)速優(yōu)化后噪聲 dB(A)

表2中，怠速狀態(tài)下開(kāi)空調(diào)新低擋、新中擋、新高擋時(shí)，蒸發(fā)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速分別為2 800 r/min、3 300 r/min、3 800 r/min，冷凝風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速分別為5 000 r/min、6 000 r/min、7 000 r/min。

對(duì)比表1和表2可知，優(yōu)化空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)擋位轉(zhuǎn)速后，在保證空調(diào)制冷量及降溫速度達(dá)到要求的同時(shí)，空調(diào)的噪聲明顯降低，最大降幅達(dá)3.03 dB(A)。

2.2 更換吸音降噪材料

1) 空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)降噪材料選取。選取4種常用降噪材料，測(cè)試不同降噪材料的實(shí)際降噪效果，進(jìn)而選出效果最好的降噪材料。4種降噪材料如圖2所示，厚度都為25 mm。

(a) 金字塔吸音棉

(b) 楔形吸音棉

(c) 波峰吸音棉

(d) 復(fù)合材料吸音棉

2) 降噪材料噪聲測(cè)試。分別將以上降噪材料均勻粘貼在蒸發(fā)風(fēng)機(jī)后側(cè)蓋板的車(chē)內(nèi)側(cè)上，在試驗(yàn)車(chē)上測(cè)試4種不同降噪材料在怠速開(kāi)空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)擋位轉(zhuǎn)速優(yōu)化后的中擋狀態(tài)下的噪聲，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 試驗(yàn)噪聲對(duì)比 dB(A)

從表3可以看出，復(fù)合材料吸音棉的降噪效果最好，最大降幅達(dá)1.61 dB(A)。

3) 降噪材料-整車(chē)空調(diào)試驗(yàn)。將試驗(yàn)車(chē)空調(diào)降噪材料(波峰吸音棉)更換為復(fù)合材料吸音棉，再次進(jìn)行整車(chē)噪聲測(cè)試，怠速開(kāi)空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)擋位轉(zhuǎn)速優(yōu)化后中擋狀態(tài)下的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 整車(chē)噪聲對(duì)比 dB(A)

從表4可以看出，整車(chē)狀態(tài)下更換降噪材料為復(fù)合材料吸音棉后，開(kāi)空調(diào)的噪聲跟原狀態(tài)相比，最大降幅達(dá)1.64 dB(A)。

3 結(jié) 論

本文通過(guò)試驗(yàn)車(chē)優(yōu)化空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速后，在不影響空調(diào)制冷性能的情況下整車(chē)空調(diào)噪聲有明顯降低，最大降幅達(dá)3.03 dB(A)；同時(shí)，進(jìn)一步聯(lián)合供應(yīng)商開(kāi)發(fā)吸音性能更好的降噪材料，結(jié)合空調(diào)廠家對(duì)空調(diào)結(jié)構(gòu)、整車(chē)風(fēng)道結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步優(yōu)化，能取得更優(yōu)的NVH性能[9-10]。