對汽車空調系統降噪問題的探討

摘 要：空調系統噪聲是新車質量研究的十大問題之一，如今隨著消費者對汽車舒適性要求的不斷提高，降低空調系統噪聲被提高到一個新的高度，也成為汽車市場競爭的一個影響因素，因此本文列舉了空調系統噪聲產生的原因，并提出了降低噪聲的方法，為后期空調系統降噪設計提供了參考。

關鍵詞：汽車空調；降噪；問題探討

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.225

0 引言

隨著人們生活對平的大幅上漲，汽車已成為很多人的日常代步工具，有車一族的數量也越來越多，人們對汽車的要求不僅僅是以車代步，更追求的是乘駕的動力性和舒適性。提到舒適性，人們首先會想到汽車空調，而且汽車空調都成了汽車的標配。空調要運行就不可避免帶來噪聲，然而汽車噪聲大小是人們選車的一個重要評價指標。汽車噪聲產生部位很多，而汽車空調系統是引起重大噪聲的部件之一，如何使汽車空調噪聲特別是車內噪聲減小，達到消費者的要求，是汽車設計者亟需解決的重要問題，也是提升現代汽車市場競爭的一環。

1 空調噪聲分類

按照噪聲產生機理不同，汽車空調噪聲可以分為：機械噪聲、流體噪聲、電磁噪聲。機械噪聲是由于機械設備運轉時，零部件間的摩擦力、撞擊力或非平衡力，使機械部件和殼體等發聲體產生無規律振動而發出的噪聲。如壓縮機總成，冷凝風扇，鼓風機，水泵等運轉時發出的聲音。流體噪聲是指運動流體與固體邊界之間由于粘滯力作用以及流體內部湍流所引起的輻射噪聲。如冷凝風扇和軸流風機處進排氣噪聲，壓縮機的進排氣噪聲，風道氣流聲。電磁噪聲是磁性元件在磁場力的作用下發生吸合而發車的噪聲，如壓縮機電磁離合器線圈。

也可把汽車空調噪聲從整車結構上劃分為前艙噪聲和室內噪聲兩類。前艙噪聲主要指安裝在發動機倉里的制冷部件發出的噪聲，如壓縮機運轉噪聲、冷卻部件、管道振動響聲，以及制冷劑在管道內流動的聲音；室內噪聲主要由采暖通風總成與各風道組成。

2 噪聲產生的原因及降低噪聲的方法

空調系統壓縮機、冷凝器、蒸發器、鼓風機及管路系統有輕微噪聲是正常的，但是如果噪聲過大或存在異響，說明空調系統有故障，需要及時處理。降低噪聲的方法主要是控制噪聲源，以及噪聲的傳輸和擴散。

2.1 空調設備選用

對于汽車空調來說控制噪聲源主要是選用好的空調設備，可以從以下幾個方面來選用：

（1）選擇低噪聲的風機。風機的空氣動力噪聲大小與其轉速、葉輪直徑大小和外殼的結構、葉片傾角、葉片數和風機工作狀態有關。為了降低風機噪聲，應選用轉速較低的離心風機。還應注意運動部件結合處留有足夠的間隙，以避免碰擊和振動，并盡可能采用滑動軸承。在風機傳動中，直聯傳動比聯軸器傳動的噪聲小，V帶傳動噪聲最大。目前性能比較好的是HOPE多翼離心風機。

（2）選擇低噪聲的壓縮機。壓縮機是汽車空調制冷系統的心臟，它的性能好壞決定了空調的很多性能指標，而且汽車空調系統的噪聲很大一部分是由壓縮機引起的，所以選擇合適的壓縮機尤為重要，目前壓縮機種類和規格很多，但渦旋式壓縮機以其結構新穎、精密，具有體積小、噪音低、重量輕、振動小、能耗小、壽命長、輸氣連續平穩、運行可靠、氣源清潔等優點，被譽為“新革命壓縮機”和“免維修壓縮機”，在小型制冷領域獲得越來越廣泛的應用。

（3）選擇換熱效率高的蒸發器和冷凝器，如冷凝器選擇平行流式，蒸發器選擇層疊式。

2.2 管路降噪

噪聲的傳輸和擴散主要是管道的設計和連接安裝的問題，可以對空調管路進行了下面的改進措施 。

（1）改進風道布置和風管結構。風道布置力求順直，避免復雜的局部管件。對風管彎頭、三通管接頭、變截面過渡段、調節風門等應做成流線型、漸縮型或設置導流葉片，以減小氣流阻力和避免引起氣流的渦流。對于送風量一定的送風系統，風機轉速愈小、送風量就愈少，產生風壓愈低，則風機噪聲就愈低。因此，送風管內的氣流速度不宜選擇過大。

（2）改進風管之間的連接結構。將風道的吸、排風口設置成適當長度的喇叭形管，并且管道內部應光順，有足夠的截面尺寸，在空氣分配器出風口盡可能增加出風格柵面積或導流板和分流板，以減少空氣動力噪聲。除了在風機進、出口設置減振軟管外，在風管穿過車壁的部位也應以軟管連接。

（3）空調管路管夾加裝減震墊。由于壓縮機是固定在發動機上的，隨著路面不平發動機會產生振動，壓縮機也隨之振動，再者壓縮機本身就曾在機械噪聲，這些噪聲通過連接壓縮機與蒸發器的低壓管，傳遞到車艙內，為了阻隔或減低這些噪聲的傳遞，低壓管的管夾內的襯墊設計成內齒型，而且管夾與支架的固定采用了柔性連接，在管夾和支架之間增加減震墊。

（4）空調管路加裝消音器。由于壓縮機進排氣處有氣流脈動以及吸、排氣閥不可避免地有機械撞擊，這些都會產生噪聲。根據制冷原理，我們知道壓縮機吸進的大約是1.5個大氣壓的低溫低壓氣態制冷劑，排出的大約是15個大氣壓的高溫高壓的氣態制冷劑，所以空調高壓管（排氣管）內徑較小，排氣壓力比較穩定，氣流脈動小，因此產生振動不大，導致噪聲小，而空調低壓管內徑較大，又受車內熱負荷變化的影響，制冷劑流量的變化明顯，壓力也跟著波動大，這樣，在壓縮機吸氣口附近就會產生氣流脈動，這會導致壓縮機振動較大，引起連接的空調低壓管也跟著產生抖動，從而引起前艙噪聲。為了降低壓縮機在吸氣時由于氣流脈動引起的噪聲，一般在空調低壓管（吸氣管）靠近壓縮機吸氣口50mm～100mm的位置加裝一個直徑40mm、長度為50mm的消音器，有的還在低壓管外周包裹隔熱的橡膠也能起一定的隔音作用，還有的用軟管連接。

（5）利用吸聲降低噪聲。在空調鼓風機的進風口、空氣分配器以及部分風管內粘貼吸聲材料，可利用材料的吸聲效果來降低噪聲。吸聲材料具有多孔性，它能把入射在其上的聲能部分地吸收掉，以減少噪聲對空調車室的干擾。吸聲材料大都是疏松多孔的，如玻璃棉、泡沫塑料、礦碴棉、毛氈、石棉絨等。

3 小結

通過對汽車空調系統產生噪聲的原因分析，認為可以從制冷設備和管路上采取減震降噪措施，就目前這一行業的發展看，空調管路的降噪措施尤為重要，因這些措施采取得當如否，效果相差顯著。

參考文獻：

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