汽车空调压缩机引起的车内噪声试验研究

汽车空调压缩机引起的车内噪声试验研究

王琨

牡丹江富通汽车空调有限公司黑龙江牡丹江157000

摘要：随着我国经济社会的发展和人们生活水平的提高，汽车在全国的保有量越来越大，人们对于汽车的舒适性和振动噪声的要求也越来越高。噪声不仅造成周围环境的污染，而且会令车内乘客感到不适。车内噪声过大，会影响汽车的舒适性、语言清晰度，甚至影响驾驶员和乘客的心理和生理健康。因此，各大汽车制造商无不关注汽车的振动、噪声与舒适性，并以此作为企业的核心竞争力。目前，汽车空调不仅在轿车中使用，而且在微车中也得到越来越多的使用，汽车空调引起的振动噪声问题日益被重视。在汽车的空调系统中，压缩机是系统的心脏，因此空调系统的噪声很多是由压缩机引起的。通常情况下，在汽车空调的压缩机开启后，乘员所感受到的噪声不应该很明显，很多企业将空调开启前后的噪声差值定义在3dB左右。但有时由于压缩机的安装或发动机的振动等因素，这一数值可能就会超过3dB，并且若是在特定的发动机转速下，压缩机和发动机形成共振，产生轰鸣噪声，使乘员感觉不适。为此，在接下来的文章中，将围绕汽车空调压缩机引起的车内噪声试验方面进行详细的分析。

关键词：汽车空调；压缩机；噪音

引言

本文主要针对空调压缩机噪声及振动机理进行分析，对噪声源头进行识别，在一定程度上从频谱的角度分析汽车空调压缩机的噪声特性。展开汽车空调压缩机引起的车内噪声实验，针对斜盘式压缩机空调系统在安装后，探讨汽车在怠速停车情况下引起的车内噪声问题。

1.车内噪声的实验方法分析

汽车空调压缩机引起的车内噪声问题主要来自于车内的异响发出的声音，当压缩机处于待机状态时，异响就不会出现。试验目的主要是发现并解决车内噪音问题，在试验开始阶段，首先通过滤波回放异响的发生频段，对汽车空调系统在整个汽车中进行噪声源头的识别，通过上述操作找到汽车空调压缩机引起的气体流动噪声源，然后进行试验，从结果试验中可以进一步确定引起汽车空调压缩机内部噪声的原因是吸气脉动。在汽车压缩机、压缩机支架以及汽车发动机支撑位置安装三个方向的加速传感器，在汽车副驾驶位置安装一个麦克风，对数据可以进行具体分析，由此发现，汽车内部的噪声不是发动机与压缩机共振出现的。在车内噪声传递路径上，可以充分采用减振措施，在冷凝器上支撑和下支撑位置增加减振垫，在蒸发器和空调单元接口位置增加泡棉，若是主观上噪声还是没有减轻，那就说明管路振动引起的固体声不是引起噪声的主要原因。最后，汽车内部噪声大致听起来像是气体流动撞击墙面的声音，因此对空调内部的气体流动进行相应的排查，这样会在台架上加入测量吸气管，其中吸气管与排气管的排气压力能够测试出噪声的源头。最后，怠速拍频。拍频是由于两个频率相近（一般2-9Hz）的振动/噪声信号于特定波长叠加、消减，产生周期性忽大忽小的变化，给人相当不舒适的感觉。经过实际测试可以得知，在开空调时，噪声出现了周期性波浪形忽大忽小的变化，即拍频现象，波峰和波谷噪声相差近7dB，让人听起来很不舒服。而在关空调后，噪声低了很多，且噪声波动也不大，基本感受不到拍频

2.相关数据分析

在汽车内部噪声试验中发现，吸气压力大约在900r/min转速附近存在异常现象，这与整车出现的噪声怠速转速范围一致。在某种程度上，可以从滤波的回放中看出噪声发生的频段在300～500Hz，与此同时，可以充分结合图1、图2发现，在排气脉动对该异响发生的频段是没有任何影响的，如图2所示。在吸气脉动对该异响发生的实际频段影响相对较大，如图1所示。可以初步得知，吸气脉动是引起汽车异响的主要原因[1]。

图1.频域吸气压力图图2.频域排气压力图：

为了确定到底是不是吸气脉动引起的汽车内部噪声，对8个空调压缩机进行了吸气压力试验，试验结果显示，吸气脉动的波动相对较大，由此可知，汽车空调压缩机引起的车内噪声是由吸气脉动引发的。

3.汽车空调压缩机噪声解决措施分析要想

解决或降低汽车空调压缩机噪声问题，可以从噪声的源头———空调压缩机的自身结构进行优化，提出优化吸气脉动的方案。第一，吸气阀片的吸气口加入环形槽（如图3所示）；第二，优化汽车缸体的月牙槽实际深度（如图4所示）。在一定程度上增加环形槽能够让吸气阀片自动脱落阀板的时间逐渐变短，这样能够有效让其快速通过吸气阀片，从而在一定程度上优化缸体内部的气流稳定性。在改变月牙槽的实际深度方案中，主要是通过优化吸气阀片的振动完善汽车缸体内部气流流动的稳定性，降低汽车空调压缩机噪声[2]。

图3.月牙槽图4.环形槽

汽车空调压缩机噪声一般来自于吸气阀的机械碰撞和气流的脉动。在压缩机排出气体制冷剂的过程中[3]，汽车空调排气管内径非常小，排气压力相对稳定，气流的实际脉动相对较小，其产生的振动幅度相对较低，这会让汽车噪声变小。在吸气阀中却大不相同，其受到汽车内部和外部的负荷变化影响较大，制冷剂回流进空调压缩机的吸气口位置时，汽车空调中的低压管内径就会放大，制冷剂的实际流量变化极为明显，管道中的压力也会随着实际流量的变化而波动，在空调压缩机吸气口附近就会出现气流的脉动，这会让汽车空调压缩机内部的振动起伏较大，其连接的吸气口汽车空调的低压管道也会随之出现振动现象，引起车内噪声。可以在空调管路上安装消音器，消音器的消音腔能够吸收一定程度的气流脉动波，从而直接减少空调管路上的实际振动强度，起到消除或降低噪音的效果[4]。

结论

简而言之，文章对压缩机引起的振动、吸气压力与排气压力等方面进行了分析，通过试验找到了噪声的源头是吸气脉动，提出了消除噪音的方法，为了优化吸气脉动引起的汽车空调压缩机的噪音提出了两种优化措施，通过完善汽车空调压缩机的槽体，在空调管路上安装消音器的方式降低噪声，这样不仅能降低汽车的噪声，还能优化汽车压缩机的自身品质，运用上述方法能够有效降低汽车空调压缩机引起的车内噪声，从而提升驾驶人员的行车舒适度[5]。

参考文献：

[1]高玉臣.汽车噪音、振动的危害及自我保护[J].江苏劳动保护，2016（8）.

[2]李冰，陈江平.汽车空调压缩机轰鸣噪声的解决方法[C].上海市制冷学会2017年学术年会论文.

[3]黄锁成，靳晓雄，张立军.汽车空调用压缩机的振动和噪声分析[J].汽车技术，2018（5）.

[4]张立军，靳晓雄，黄锁成，等.汽车空调压缩机引起的车内噪声试验研究[J].汽车工程，2017（24）.

[5]顾灿松，邓国勇，何森东.汽车空调系统异响引起的车内噪声研究与解决[J].汽车技术，2018（11）.