空調壓縮機對車內噪聲的影響

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摘要：本文主要對汽車空調壓縮機引起的噪聲進行了探究，對空調壓縮機對車內噪聲的影響進行了分析。通過試驗的方法進行研究，主要得到以下兩個結論：一是汽車發(fā)動機轉速過快，達到大約4750rpm會出現一定的轟鳴聲，這種噪聲是空調壓縮機支架總成模態(tài)頻率與汽車發(fā)動機二者振動頻率作用下引起的；二是汽車發(fā)動機遇壓縮機出現傳動比不合適的情況可引起空調壓縮機怠速時產生一定的拍頻聲。

關鍵詞：空調壓縮機；車內噪聲；影響

引言

隨著我國經濟社會的發(fā)展，汽車逐漸從高檔品進入我國人民的日常生活中，成為人們重要的代步工具。而在人們高質量生活的要求下，汽車舒適度也成為人們購買汽車重要的參考指標之一。其中車內噪聲是造成人們乘車不舒適的原因之一，車內噪聲不但對乘客影響嚴重，而且對周圍環(huán)境造成了污染，嚴重時可能會影響汽車駕駛員的生理狀態(tài)，導致其開車出現失誤，對其生命安全造成威脅。在這樣的條件下，各大汽車制造商越來越注重降低汽車噪聲。

汽車噪聲的主要來源之一是汽車空調壓縮機。在汽車的整個空調系統中，壓縮機是其主干部分，其吸氣、排氣的過程為乘客帶來涼爽空氣的同時也會在振動中產生一定分貝的噪音，影響乘客的乘車舒適度。一般情況下，空調壓縮機振動引起的噪聲不會給乘客帶來很嚴重的影響，而當壓縮機與汽車發(fā)動機形成共振時，這種噪聲會加大，甚至產生高分貝的轟鳴聲，不但對車內乘客影響嚴重，而且對周圍環(huán)境帶來噪聲污染。

本文正是立足于此，對汽車開空調的情況下由汽車空調壓縮機產生的兩種噪音進行了研究。

1.方法

本文采用試驗的方法進行研究。考慮到要了解壓縮機對噪聲的影響，本文采用了控制變量法，即將壓縮機的皮帶拆掉，使得壓縮機停止工作，然后根據壓縮機工作與否兩種情況下噪聲的嚴重程度驗證壓縮機對噪聲的形成有多大的影響。筆者通過查閱資料發(fā)現，當發(fā)動機的轉速為4750rpm時，汽車空調壓縮機與汽車發(fā)動機容易形成共振，進而產生嚴重的轟鳴聲。因此，應該對壓縮機支架總成測試模態(tài)，并從頻率方面對共振形成的原因進行探討。同時，當壓縮機怠速時，會出現一定程度的拍頻聲，這時應該換另外一個壓縮機進行實驗，以保證兩次實驗結果的相對獨立，后一個實驗結果不受前一個實驗結果的影響。

2.結果

2.1壓縮機控制變量法

本次實驗通過對比拆除壓縮機皮帶達到壓縮機停止工作的目的，最終結果發(fā)現，壓縮機是否工作與車內噪聲的形成以及大小有明顯的關系。在空調壓縮機工作的狀態(tài)下，當其轉速達到4750rpm時，噪聲會出現共振峰，而且二階噪聲與最終噪聲的大小基本相等，說明二階噪聲是整個車內噪聲的主要來源。在空調壓縮機停止工作狀態(tài)下，不但噪聲中的共振現象不見了，而且整個車內噪聲降低了大約10分貝，這一數據說明空調壓縮機是形成車內噪聲的重要來源。

2.2測試壓縮機支架的總成模態(tài)

為了研究壓縮機與發(fā)動機之間形成共振對車內噪聲的影響，筆者對汽車空調壓縮機支架總成模態(tài)進行了測試。模態(tài)主要根據其頻率分為三種階數。第一階數的固有頻率為101.932赫茲，阻尼比為1.91%；第二階數的固有頻率為317.831赫茲，阻尼比為0.20%；第三階數的固有頻率為492.937赫茲，其阻尼比為0.13%。

2.3怠速拍頻

所謂拍頻，是指兩種來源不同的噪聲信號由于其頻率接近而在特定波長方面產生一定的疊加和消減，發(fā)生疊加時其噪聲整體增大，發(fā)生消減時其噪聲整體減小，這種不穩(wěn)定的忽大忽小的噪聲變化會對人體形成很大的傷害，在這種急劇的噪聲變化中人體容易產生不適感。當汽車空調壓縮機正常工作時，發(fā)現拍頻現象產生，噪聲監(jiān)測設備監(jiān)測到的噪聲信號圖像也顯示出周期性的大小變化，尤其是其變化幅度很大，噪聲信號峰谷差最高可達到7分貝；而在拆除汽車空調壓縮機，使得壓縮機停止工作的狀態(tài)下，不但噪聲的分貝大大降低，而且噪聲大小的變化幅度也降低了很多。因此，空調壓縮機對噪聲拍頻現象的影響顯而易見。

3.空調壓縮機引起車內噪聲的解決辦法

3.1蒸發(fā)器或空調單元接口貼上泡綿

目前的家用轎車中，其一般都裝有空調系統，空調系統主要部件之一就是蒸發(fā)器，或者有的空調系統叫做空調單元。在空調蒸發(fā)器或者空調單元的接口上貼上泡綿能夠有效吸收壓縮機產生的噪音，阻止其傳遞到車內。一般是在空調單元的進風口貼上泡綿，泡綿的厚度一般是標準的15至20毫米，太薄起不到消除噪音的效果，太厚則對空調系統的制冷效果有所減弱，并且會阻礙空調系統工作熱量的及時排散，導致空調系統出現故障。

3.2減震墊

與上述方法一樣，可以在空調系統的冷凝器上下支撐安裝減震墊，減震墊也是通過消除噪音，阻斷噪音傳播途徑的方法來達到減弱噪音的目的的，其直接效果是對汽車發(fā)動機艙以及汽車空調壓縮機引起的排氣管的振動進行弱化，使得人不易感受到，減輕這種劇烈的振動帶給人體的刺激。

另外，除了在冷凝器上安裝減震墊外，還可以在空調高壓管的固定夾上面安裝減震墊，這里的減震墊一般沒有什么太高的要求，只需要普通的減震墊就可以達到減弱噪音的效果。但是，如果需要在低壓管的管夾上面安裝減震墊，則需要特殊形狀的減震墊才能達到效果，一般采用內齒形可以更好地減弱噪聲。

3.3消音器

壓縮機吸氣側產生的氣流脈動，使得儲液器的振動明顯，并帶動吸氣口的低壓管同時發(fā)生振動，兩者極有可能形成共振而相互加強噪聲作用，當噪聲傳到駕駛艙之內時，乘客會有明顯的不適感。

在這種情況下，消音器是一種很好的解決噪音問題的方法。一般情況下，消音器安裝在空調壓縮器低壓管，即吸氣管靠近空調壓縮機的吸氣口50至100毫米的位置，消音器的直徑一般為40毫米，其長度一般為50毫米。

4.小結

本文通過實驗的方法對汽車空調壓縮機對車內噪聲的影響程度進行了探究，并根據研究結果提出了幾條實際可行的用來減輕噪音的方法。除了上述的安裝消音器、減震膜等間接方法來減弱噪音對人的影響之外，最根本的解決噪音的方法還是要在汽車設計階段來考慮，為了避免空調壓縮機與汽車發(fā)動機相互之間由于頻率相近而形成共振，應該對汽車發(fā)動機的頻率進行特殊的設計，保證其與汽車空調壓縮機頻率不相同。鑒于空調系統與汽車發(fā)動機的設計是分開進行的，應該在設計階段由廠商出面將兩者的設計聯系起來，加強兩者設計上的溝通，避免共振現象。同時，汽車空調壓縮機與汽車發(fā)動機的傳動比也要特別重視，這主要是為了避免發(fā)生拍頻現象。以上有關空調壓縮機對車內噪聲的影響研究結果可為相關人員提供參考。

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