純電動客車空調(diào)噪聲研究

李 卓，孫嘉鈺，張 亮 Li Zhuo，Sun Jiayu，Zhang Liang

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純電動客車空調(diào)噪聲研究

李 卓，孫嘉鈺，張 亮 Li Zhuo，Sun Jiayu，Zhang Liang

（北京海納川汽車部件股份有限公司，北京 100021）

NVH性能是體現(xiàn)車輛性能的重要指標(biāo)，人們對車輛NVH的要求越來越高。空調(diào)系統(tǒng)作為車輛的重要系統(tǒng)，空調(diào)的NVH性能的好壞，直接影響整車NVH性能。以純電動客車為例，對純電動客車的空調(diào)噪聲展開研究。

NVH；性能；空調(diào)；測試

0 引 言

在眾多性能指標(biāo)中，用戶對NVH（Noise，Vibration，Harshness；噪聲、振動、聲振粗糙度）性能敏感度最高。NVH的優(yōu)劣將直接影響到產(chǎn)品在市場上的競爭力，乘客可對一輛車的振動和噪聲進(jìn)行最直接、最真切的感受，振動和噪聲的大小和品質(zhì)會直接影響乘客的乘坐舒適性，進(jìn)而影響車輛在市場中的競爭力[1]。

車內(nèi)噪聲主要有兩個來源：噪聲源和振動源，包括發(fā)動機(jī)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、附件系統(tǒng)、路面、冷卻風(fēng)扇、空調(diào)系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)等。各個激勵有各自不同的傳遞路徑，最終疊加到達(dá)目標(biāo)位置形成噪聲。為了優(yōu)化車內(nèi)噪聲，需要對各個激勵及其傳遞路徑進(jìn)行研究。傳遞路徑主要包括結(jié)構(gòu)和空氣。結(jié)構(gòu)聲是振動源或聲源激勵車身板件，車內(nèi)空氣又在車身板件的振動激勵下產(chǎn)生噪聲；空氣聲主要通過門、窗、車身板件間的縫隙傳入車內(nèi)。車內(nèi)噪聲的優(yōu)化方式有兩種，包括削弱噪聲源或激勵源，以及切斷噪聲或振動的傳遞路徑[2]。

近些年我國大力發(fā)展電動汽車，與傳統(tǒng)燃油車不同，由于沒有發(fā)動機(jī)噪聲，車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的噪聲顯得尤為突出。因此，研究電動汽車的空調(diào)NVH 性能十分必要。以某型電動客車為例，對車內(nèi)的空調(diào)噪聲進(jìn)行研究。

1 空調(diào)噪聲原理及傳遞路徑

根據(jù)噪聲特性，由空調(diào)系統(tǒng)傳入車內(nèi)的噪聲可分為空氣聲和結(jié)構(gòu)聲，如圖1所示。空氣聲包括壓縮機(jī)、送風(fēng)機(jī)等噪聲源直接穿透車廂板件或通過風(fēng)口，傳入車內(nèi)。結(jié)構(gòu)聲包括壓縮機(jī)、送風(fēng)機(jī)等振動源通過空調(diào)系統(tǒng)與車體相連的減振墊，將振動傳到車體結(jié)構(gòu)上，激起車體結(jié)構(gòu)振動，向車內(nèi)輻射噪聲。

圖1 空調(diào)噪聲傳遞路徑

2 電動客車車內(nèi)噪聲測試

2.1 試驗(yàn)車輛

試驗(yàn)車輛為某公司電動客車，測試地點(diǎn)為空曠的公交車停車場，測試工況為靜置、空載，測試不同壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速下的車內(nèi)噪聲。車內(nèi)測點(diǎn)如圖2～5所示。

圖2 客車后部測點(diǎn)

圖3 客車中部測點(diǎn)

圖4 客車前部測點(diǎn)

圖5 駕駛員座位測點(diǎn)

2.2 測試結(jié)果

表1 原狀態(tài)樣機(jī)測試數(shù)據(jù)部分截圖

以客車前部噪聲為例，車內(nèi)噪聲基本隨送風(fēng)機(jī)的擋位及壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而逐漸增大，見表1。當(dāng)送風(fēng)機(jī)為7擋、壓縮機(jī)為5 000 r/min時，車內(nèi)噪聲達(dá)到最大值67.4 dB(A)，以此工況作為目標(biāo)進(jìn)行分析。

3 測試結(jié)果分析

3.1 車內(nèi)噪聲成分分析

開啟不同設(shè)備時，車內(nèi)噪聲聲壓級頻譜如圖6所示。可以看出：

1）只有冷凝風(fēng)機(jī)工作時，車內(nèi)噪聲為55.9 dB（A），只有送風(fēng)機(jī)工作時，車內(nèi)噪聲為65.9 dB（A），故在正常開空調(diào)情況下，冷凝風(fēng)機(jī)對車內(nèi)噪聲貢獻(xiàn)很小，所以從壓縮機(jī)及送風(fēng)機(jī)兩個聲源進(jìn)行降噪可行性分析；

2）在目標(biāo)工況時，車內(nèi)噪聲比送風(fēng)機(jī)工作工況高1.5 dB（A），從圖6可以看出，壓縮機(jī)的主要貢獻(xiàn)頻段在400 Hz以下。

圖6 開啟不同設(shè)備車內(nèi)噪聲聲壓級頻譜

3.2 送風(fēng)機(jī)噪聲特性分析

只開啟送風(fēng)機(jī)工況車內(nèi)噪聲聲壓級頻譜如圖7所示。

圖7 只開啟送風(fēng)機(jī)工況車內(nèi)噪聲聲壓級頻譜圖

可以看出：當(dāng)只有送風(fēng)機(jī)工作時，車內(nèi)噪聲主要分布在400 Hz以上的頻段，這部分為送風(fēng)機(jī)本體噪聲及風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)噪。可通過優(yōu)化送風(fēng)機(jī)本體輻射噪聲，降低送風(fēng)機(jī)傳入車內(nèi)的空氣聲；可通過提高空調(diào)系統(tǒng)減振墊的隔振率，降低送風(fēng)機(jī)傳入車內(nèi)的結(jié)構(gòu)聲；可通過優(yōu)化風(fēng)管走向，降低風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)噪；可通過在風(fēng)管外加吸聲材料，降低風(fēng)管的輻射噪聲。

3.3 壓縮機(jī)噪聲特性分析

開啟送風(fēng)機(jī)及壓縮機(jī)工況車內(nèi)噪聲聲壓級頻譜如圖8所示。

圖8 開啟送風(fēng)機(jī)及壓縮機(jī)工況車內(nèi)噪聲聲壓級頻譜圖

可以看出：當(dāng)壓縮機(jī)工作時，壓縮機(jī)1階、3階、4階對應(yīng)的車內(nèi)噪聲明顯升高，這部分噪聲可通過優(yōu)化壓縮機(jī)本體輻射噪聲，降低傳入車內(nèi)空氣聲；可通過提高空調(diào)系統(tǒng)減振墊的隔振率，降低傳入車內(nèi)的結(jié)構(gòu)聲。

4 小 結(jié)

通過以上可行性分析，可得結(jié)論：

1）送風(fēng)機(jī)噪聲主要分布在400 Hz以上的頻段，這部分噪聲為送風(fēng)機(jī)本體噪聲及風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)噪。壓縮機(jī)噪聲主要成分為壓縮機(jī)1階、3階及4階，主要分布在400 Hz以下的頻段內(nèi)。

2）對于送風(fēng)機(jī)噪聲，可通過優(yōu)化送風(fēng)機(jī)本體輻射噪聲、空調(diào)系統(tǒng)減振墊的隔振率及風(fēng)管走向，在風(fēng)管外加吸聲材料，降低該頻段噪聲。

3）對于壓縮機(jī)噪聲，可通過優(yōu)化壓縮機(jī)本體輻射噪聲及提高空調(diào)系統(tǒng)減振墊的隔振率，降低該頻段噪聲。

[1]劉海波，左言言，周晉花，等．汽車乘坐室內(nèi)聲場的研究［J］．噪聲與振動控制，2007，27（2）：59-61．

[2]龐劍，諶剛，何華．汽車噪聲與振動：理論與應(yīng)用［M］．北京：北京理工大學(xué)出版社，2006．

2018-05-30

1002-4581（2018）05-0032-03

U469.72

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2018.05.009