汽车空调制冷系统异响问题分析

1、汽车空调制冷系统异响汽车空调制冷系统异响问题分析问题分析 2015第二届上海汽车空调系统第二届上海汽车空调系统NVH技术研讨会技术研讨会 制冷系统异响问题概述一一 制冷系统结构组成与工作原理二二 制冷系统异响问题产生的机理三三目目 录录 频谱特征分析四四 常用解决方案五五 总结六六一 制冷系统异响问题概述制冷系统异响问题多；制冷系统异响问题成因复杂；制冷系统异响问题的影响因素多；制冷系统系统异响问题发生工况不定；制冷系统异响问题具有不可预判性。一 制冷系统异响问题概述制冷系统异响问题多：汽车空调制冷系统作为汽车空调系统的一部分，随着空调压缩机的吸合与断开，系统间歇性的压力波动产生一些不同寻常的

2、噪声。制冷系统异响问题成因复杂：排除HVAC与散热风扇产生的稳态噪声问题以外，汽车空调制冷系统以压缩机运行为中心，制冷剂在空调管路、膨胀阀、蒸发器等关键部件的不断循环过程中所产生的噪声问题，涉及两相流，成因相对复杂。制冷系统异响问题的影响因素多：管路的走向、弯角、系统压力、制冷剂的加注量，加注口的位置、蒸发器芯体结构以及膨胀阀的开度值等等都会引起制冷系统各种异响问题制冷系统系统异响问题发生工况不定：冷车起动开空调瞬间、环境温度达到某一限值、整车运行发动机达到某一固定转速。制冷系统异响问题不可预判,包括目前的CAE仿真也做不到相关的分析。hissinghissing制冷系统由压缩机压缩机、冷凝器

3、冷凝器、电子风扇、电子风扇、膨胀阀膨胀阀、蒸发器蒸发器等组成。节流：节流：在液体通路中，通道突然缩小，液体压力便下降，如果此时产生气体，则总体积还要增大。这种变化只是状态的变化，与外界没有热和功的交换，因此流体的热量不变，这种状态变化称为节流，如图A所示。图A二 制冷系统结构组成与工作原理气液混合气液混合HVAC123三 制冷系统异响问题产生的机理1 Hissing1 Hissing产生的机理产生的机理uhiss声基本是由于制冷剂没有完全形成液态，从而穿过膨胀阀形成的。u过冷导致水蒸气冷媒被冷凝成液态，在液态冷媒膨胀气化的时候产生嘶嘶声。u冷媒通过膨胀阀节流后，压力和流速突然升高，气液混合状态

4、的冷媒冲击流场不畅的蒸发器管路和蒸发器芯体产生hissing。u宽频噪声，频率较高。A车：明显B车：轻微C车：轻微2 2 结构冲击振动噪声产生机理结构冲击振动噪声产生机理u制冷系统的压力是脉动的。u制冷剂流经突然缩小的截面时，高速高压的制冷剂会在窄截面处产生压缩波(进膨胀阀前)，激发膨胀阀体内部涡流混合产生共振、蒸发器管道以及芯体的共振产生振动噪声。u非单频，频率较低。三 制冷系统异响问题产生的机理四 频谱特征分析4.1 制冷系统hissing155#_Hiss_2000_2 (24.86-26.90 s).FFT (4096,95.0%,HAN)L/dB(A)SPL-100102030405

5、060f/Hz205010020020005000 10k20kFLRFLRX:5555 Hz蓝色: 10.51 dB(A)SPL绿色: 2.62 dB(A)SPL频谱特征分析4.2 制冷系统结构异响异响频率段频谱特征分析四 频谱特征分析制冷系统hissing从客观数据上看，频率分布较高，集中在4000-8000Hz。解决方案有三个方向：A ：使用变排量压缩机。B ：蒸发器芯体进气通道的流通面积、进气管道的截面积的设计。C：调节膨胀阀开度值。B蒸发器a进气管长度b进气管内径c进气道流通面积A压缩机a定排量c外控变排量b内控变排量制冷系统hissingC膨胀阀a膨胀阀开度五 常用解决方案4.1

6、制冷系统hissing问题常用解决方案概述制冷系统结构异响产生的频率段较低一些，基本在1000Hz以下，500Hz以上，可以理解为结构异响。主观感觉如结构碰撞的“咯咯声”、“咕咕声”异响。解决方案有三个方向：A ：针对管路B ：扩张腔；C ：针对膨胀阀。膨胀阀 管路a弯角a开度值c管路走向b软管制冷系统中低频异响b阻尼弹簧扩张腔四 常用解决方案4.3 制冷系统中低频结构异响问题常用解决方案概述4.4 制冷系统中低频结构异响问题案例分析四 常用解决方案问题描述：问题描述：某款车在冷车启动开空调，开始制冷瞬时，车内能明显的听到一种类似“咯咯”的异响。主观感觉从副驾驶位置明显于主驾驶位置。客观测试车

7、内异响是频率段为400800Hz的宽频噪声。低压管靠近膨胀阀位置的加速度信号有异响无异响异响频率范围异响频率范围方案验证情况及效果：方案验证情况及效果：在空调低压管靠近膨胀阀侧增加不同尺寸扩容器来缓冲空调系统的压力波动，对异响改善明显。当加装40 x70mm扩容器后，冷启动空调时异响已经变得比较轻微，当加装50 x56mm扩容器后，异响变得很轻微。虽然异响并没有完全消除，但主观评价可以接受。原状态原状态增加扩容增加扩容器器4.4 制冷系统中低频结构异响问题案例分析四 常用解决方案B 调蒸发器芯体流通面积4.5 制冷系统异响常用解决方案的理论依据四 常用解决方案突然将阀门全部关闭时的瞬时压强 可以用以下公式进行计算：式子中 为流体的密度。从上式子可以看出，流体的密度越大，流速越大，遇到变截面时产生的瞬时压强就越大 这是由于随着膨胀阀开度增大系统的节流强度变弱，流体在截面处产生的压强 较弱，所产生瞬时的压缩波和膨胀波强度较小，从而使得驾驶舱内听到的异响变小。压缩波的强度与流体的流速有关：流速越小，产生的瞬时压强 就越小。通过增大流通面积流速从而减弱瞬时压