徐慶春（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

汽車空調(diào)系統(tǒng)異響引起的車內(nèi)噪聲研究與解決

徐慶春
（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

摘 要：文章針對某微型面包車開空調(diào)，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速在1500～2000rpm時，車內(nèi)存在非常強烈的異響聲進行了試驗研究。通過近場測量法、分別運轉(zhuǎn)法，以及階次分析等方法，確定開空調(diào)時車內(nèi)異響主要是由于空調(diào)系統(tǒng)高壓管與車身剛性連接，導(dǎo)致振動傳遞引起的。通過重新設(shè)計高壓管、更換與車身連接方式，使異響問題得到解決。用此種方法解決汽車空調(diào)系統(tǒng)異響噪聲，具有重要的參考價值。

關(guān)鍵詞：汽車；空調(diào)；高壓管；噪聲

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.10.046

CLC NO.: U472.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)10-129-03

引言

汽車車內(nèi)噪聲是汽車在行駛時乘坐室內(nèi)存在的各種噪聲，它極易使乘員感覺到疲勞，對汽車的乘坐舒適性有重要影響。引起車內(nèi)噪聲的因素很多，主要有發(fā)動機噪聲、進排氣噪聲、傳動系噪聲以及高速行駛時的風(fēng)噪聲等等；汽車空調(diào)系統(tǒng)在工作時也會產(chǎn)生非常明顯的車內(nèi)噪聲，而且其產(chǎn)生的噪聲相對容易被乘員辨識。空調(diào)系統(tǒng)壓縮機、蒸發(fā)器、鼓風(fēng)機及管路系統(tǒng)有輕微噪聲是正常的，但是如果噪聲過大或存在異響，就說明空調(diào)系統(tǒng)有故障，需要及時治理。本文針對國內(nèi)某款微型面包車在開發(fā)過程中出現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)異響問題，采用分別運轉(zhuǎn)法、近場測量等方法將存在的異響問題徹底解決。

1、空調(diào)系統(tǒng)噪聲分析

目前的車載空調(diào)系統(tǒng)，絕大部分都是基于壓縮機制冷的原理進行工作的。由于空調(diào)系統(tǒng)在工作時，內(nèi)部同時存在氣體和液體，使得空調(diào)系統(tǒng)工作時氣體噪聲、固體噪聲以及液體噪聲同時存在。通常，用于制冷的小型高速壓縮機是空調(diào)系統(tǒng)噪聲的最主要噪聲源之一，文獻[1]采用頻譜分析、有限元模態(tài)分析法對擺盤式壓縮機振動噪聲問題進行了研究；文獻[2]則將壓縮機的振動加速度與車內(nèi)噪聲結(jié)合起來，采用頻譜分析法進行了探索；文獻[3]采用計算流體力學(xué)分析法對空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)道進行了設(shè)計分析，得出減小風(fēng)道壓力損失可以降低車內(nèi)噪聲的結(jié)論。通常情況下，如果當(dāng)汽車空調(diào)系統(tǒng)開啟時存在比較大的振動聲，主要來源于壓縮機和壓縮機支架，如果支架松動或壓縮機漏油，通?？梢酝ㄟ^加固壓縮機支架、更換壓縮機密封件、增加潤滑油使噪聲問題得以解決。汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)基本工作原理見圖1。

1.1 車輛及空調(diào)系統(tǒng)狀態(tài)描述

根據(jù)某汽車生產(chǎn)廠家對其新產(chǎn)品進行試乘試駕時，得到顧客反饋該系列車型在開空調(diào)時，當(dāng)車輛加速，發(fā)動機轉(zhuǎn)速在1500～2000rpm時，車內(nèi)存在非常明顯的異響聲，讓人感覺很不舒服，嚴重影響了駕乘舒適性。該車可能涉及到空調(diào)系統(tǒng)噪聲的主要配置如下：

表1　車輛主要配置及參數(shù)

1.2 噪音源識別

采用以下方法，初步判斷鼓風(fēng)機沒有問題（本文全部試驗過程使車輛保持定置狀態(tài)，測試Idle Sweep工況）。

（1）關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)，踩下油門踏板，無異響；

（2）打開鼓風(fēng)機，讓空調(diào)系統(tǒng)處于停止狀態(tài)，踩下油門踏板，無異響；

（3）空調(diào)系統(tǒng)開啟，有異響。

在開關(guān)空調(diào)系統(tǒng)兩種狀態(tài)下，按照GB/T 18697-2002《聲學(xué) 汽車車內(nèi)噪聲測量方法》布置駕駛員測量點，分別測量駕駛員右耳處的噪聲階次colormap圖[4]。對比可以發(fā)現(xiàn)，開空調(diào)狀態(tài)明顯增加了10.8階的噪聲，異響的轉(zhuǎn)速范圍在1500～ 2000rpm，與試乘試駕異響抱怨轉(zhuǎn)速區(qū)間相吻合，見圖2。

下一步采取近場測量法，分別測量空調(diào)系統(tǒng)主要部件的10.8階噪聲階次跟蹤圖[5]。測點布置如下：

從圖3可以看出，通過近場測量空調(diào)系統(tǒng)各部件的10.8階噪聲，對比發(fā)現(xiàn)當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速在1500～2000rpm范圍內(nèi)，噪聲聲壓級比較高的點集中在高壓管與車身連接點附近，初步斷定異響是由于高壓管與車身連接振動引起的。檢查發(fā)現(xiàn)該車型空調(diào)系統(tǒng)管路與車身在三個位置剛性連接，其中與壓縮機出口軟管連接的高壓鋁管與車身通過兩個螺栓實現(xiàn)剛性連接。

通過測量高壓鋁管與車身連接點的振動，對振動加速度進行階次分析，圖4可以發(fā)現(xiàn)，在開關(guān)空調(diào)兩種狀態(tài)下振動階次圖，與車內(nèi)噪聲類似，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速在1500～2000rpm時，10.8階振動增加非常明顯。

此時，擰開高壓鋁管與車身的三處螺栓連接，空調(diào)異響問題得到解決。

2、解決方案

通過上述的噪聲源識別與分析，可以采取以下措施使問題得以解決：

（1）將高壓鋁管與前面板改成彈性連接；

（2）將與壓縮機出口軟管連接的高壓鋁管改成橡膠軟管，并取消硬連接。

采取以上兩項措施前后，開空調(diào)時駕駛員耳邊噪聲聲壓級曲線如下圖5?？梢钥闯觯粌H在1500～2000rpm的10.8階噪聲明顯降低，而且車內(nèi)噪聲整體聲壓級也降低了將近3dB(A)，降噪效果非常明顯。

3、總結(jié)

通過上述的試驗研究，對汽車空調(diào)系統(tǒng)降噪得到如下結(jié)論：

（1）采用分別運轉(zhuǎn)法、近場測量等方法通常能夠快速的定位汽車主要噪音源。

（2）在進行汽車空調(diào)系統(tǒng)降噪時，通常大家的注意力主要集中在壓縮機、鼓風(fēng)機（風(fēng)道）、冷凝器風(fēng)扇等部件上[6]，往往忽視高壓管路系統(tǒng)對車身振動的傳遞作用；因此，這種汽車空調(diào)系統(tǒng)降噪方法值得大家關(guān)注。

參考文獻

[1] 黃鎖成,靳曉雄,張立軍. 汽車空調(diào)用壓縮機的振動和噪聲分析[J].汽車技術(shù),2003(05).

[2] 張立軍,靳曉雄,黃鎖成等.汽車空調(diào)壓縮機引起的車內(nèi)噪聲試驗研究[J].汽車工程,2002 (24):5.

[3] 程勉宏,劉剛.汽車空調(diào)風(fēng)道設(shè)計對車內(nèi)噪聲的影響[J].沈陽航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報,2005(04).

[4] 林澤安,班琦,單磊等. 聲強測量法在汽車空調(diào)噪聲測量中的應(yīng)用[J].制冷與空調(diào),2006(03).

[5] 徐兀.汽車噪聲和振動控制[M].北京:人民交通出版社,1987.

[6] Kenji Tojo,Kunihiko Takao,Masaru lto, lsao Hayasc and Yukio Takahashi. Dyanmic Behavior of Variable Displacement Compressor of Automotive Air Conditioner. SAE paper 900084.

綜 述

Research and solution of the noise of the vehicle in the different noise of the automobile air conditioning system

Xu Qingchun
( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

Abstract:Article for a minivan air conditioning，When the engine speed is 1500 ~ 2000rpm There is a very strong Abnormal sound inside what were studied ,Through the near field measurement method, operation method, respectively, and order analysis and other methods，Determining the open air car abnormal noise is mainly due to the air conditioning system high pressure pipe rigidly connected with the body，Causing vibration caused by passing。By redesigning high-pressure pipe, replacement and body connection,the problem is resolved. By this method to solve the car air conditioning system louder noise, important reference value.

Keywords:automobile; air condition; high pressure pal; noise

作者簡介：徐慶春，就職于安徽江淮汽車股份有限公司。

中圖分類號：U472.4

文獻標識碼：A

文章編號：1671-7988(2015)10-129-03