空调压缩机新型减振结构的NVH性能改善

梁辉耀， 方 馨， 冯还红， 叶福裕

(厦门金龙联合汽车工业有限公司， 福建 厦门 361023)

汽车空调压缩机由发动机前端轮系驱动，是发动机的重要附件之一。由于空调压缩机的质量相对其他附件较大，它需要通过支架直接或者间接地安装固定于车架上，因此空调压缩机支架的设计安装方案，直接影响压缩机的疲劳寿命以及整机的NVH性能[1-3]。相关试验证实，由空调压缩机工作所引起的整车振动噪声较为明显，随着乘客对客车乘坐舒适性要求的提高，空调压缩机的减振降噪已经成为提高客车乘坐舒适性的一个迫切要求[4-5]。

1 压缩机新型固定底板结构

1.1 压缩机传统底板结构

常见的空调压缩机底板结构为传统刚性翘板轴连接结构，如图1所示。

图1 刚性连接结构简图

其工作原理：由空调压缩机翘板结构1与上底板固定支座总成2组成刚性连接，再通过它与压缩机下底板3刚性连接，以及弹簧调节支座4与压缩机下底板3的刚性连接构成。这种结构的弊端是：振动噪声大、机械设备的稳定性差、车厢内乘客乘坐舒适性较差，容易导致机械设备使用寿命短、整车振动噪声售后反馈等问题的发生；且该安装结构复杂、重量较大，占用发动机舱空间较大，须定期保养和添加润滑剂等，不利于发动机的整体布置。

传统的刚性连接压缩机支架已经无法满足NVH性能指标要求，针对此瓶颈开发了NVH性能更优秀的ROSTA减振结构。

1.2 ROSTA减振结构

新型减振结构为ROSTA扭转减振单元结构，如图2所示。

其工作原理：ROSTA扭转减振单元总成1通过压缩机安装销轴与压缩机底板支座总成2连接，再通过它与调节连杆3连接，以及螺杆调节支座4与调节连杆3的连接构成。这种结构的优点是：免维护，无须定期保养和添加润滑剂；实现扭矩稳定传递、振动噪声小，可提高机械设备的稳定性和使用寿命；且该安装结构自动张紧、安装简单、重量较轻，占用发动机舱空间较小，有利于发动机舱的整体布置。

图2 ROSTA减振结构简图

ROSTA产品的核心部件是ROSTA扭转减振单元总成。该结构在压缩机安装底座上增加ROSTA扭转减振单元，通过减振单元中4根橡胶条的扭转弹性变形，有效地将压缩机振动与支架底座隔离开来，并且实现了皮带的自动张紧。

2 ROSTA减振结构NVH性能试验

以我司某款车型为例，进行ROSTA减振结构与传统翘板轴底板结构NVH性能对比试验。

2.1 振动噪声测试

选取几个不同测试点(驾驶员、中排、后排)，在相同工况下，对传统翘板轴底板结构和ROSTA减振结构用专用振动测试仪器对各测试点的噪声分别进行测试，并进行数据记录及分析。不同测试点分贝值测试结果见表1。

表1 传统翘板轴底板结构/ROSTA结构减振效果比较 dB(A)

从表1可以看出，空调压缩机减振结构由传统翘板轴底板结构更改为ROSTA减振结构后，车内噪声下降较大。开空调，怠速工况时，车内噪声最多降低了3.8 dB(A)；50 km/h匀速时，车内噪声最多降低了3.5 dB(A)；80 km/h匀速时，车内噪声最多降低了3.7 dB(A)。不开空调，怠速工况时，车内噪声最多增加了0.6 dB(A)；50 km/h匀速时，车内噪声最多降低1.8 dB；80 km/h匀速时，车内噪声最多降低了1.9 dB(A)。

2.2 振动加速度测试

选取几个不同测试点(驾驶员、中排、后排)，在相同工况下，对传统翘板轴底板结构和ROSTA减振结构用专用振动测试仪器对各测试点的噪声分别进行测试，并进行数据记录及分析。怠速状态下不同测试点加速度测试结果见表2。

表2 怠速状态下传统翘板轴底板结构/ROSTA结构减振效果比较 m/s2

从表2可以看出，相比原有的刚性连接结构，ROSTA减振结构在怠速不开空调工况下，测点振动最多减少0.27 m/s2；在怠速开空调工况下，测点振动最多减少0.39 m/s2。

从以上测试结果可以看出，ROSTA减振结构拥有更出色的NVH性能，可以满足客户更高的性能要求；其次，ROSTA压缩机支架重量小、结构轻便，减少了发动机舱空间的占有量，有利于发动机舱的总体布置。

该款新型压缩机减振结构的分析与研究势必为今后整车的NVH性能改善产生重要意义，也势必会成为未来几年的发展趋势及研究方向。

3 结束语

NVH性能的提升是客车乘坐舒适性的直观体现，振动噪声不仅影响着人们的生活和工作环境，同时还危害人们的健康，是影响最为广泛的一种公害[6-9]。同时，振动对机械系统的危害也是很大的，有害的振动不仅会降低机械设备的工作精度，还会加剧磨损、缩短机器使用寿命[10]。随着对振动噪声的持续研究和国家主管部门越来越严格的要求，汽车NVH性能要求的提升将备受关注。总之，对于汽车NVH的研究，在汽车研究与产品开发过程中的作用越来越突出。

参考文献：

[1] 李洪亮，丁渭平，王务林.汽车噪声控制技术的最新进展与发展趋势[J].汽车技术，2007(4)：1-4.

[2] 顾灿松, 邓国勇，何森东.汽车空调系统异响引起的车内噪声研究与解决[J].汽车技术,2008(11):21-23.

[3] 田旭东,黄承宏,张秀平,等.汽车空调压缩机的可靠性试验[J].制冷与空调，2012，12 (2):106-110.

[4] 孙启甲.实车空调系统异响诊断技术研究[D].重庆:重庆大学,2012 .

[5] SATANSFELD S.A. Noise sensitivity and psychiatric disorder: epidemiological and psychophysiological studies[J]. Psychol med monogr suppl,1992 (Suppl) 22:1-44.

[6] 杨可.电动汽车NVH特点以及研究现状[D].重庆：重庆理工大学，2017.

[7] 蔡俊.噪声污染控制工程[M].北京：中国环境科学出版社，2011:3-4.

[8] 张义民.机械振动学漫谈[M].北京：科学出版社，2010:3-6.

[9] 庞剑,谌刚,何华.汽车噪声与振动——理论与研究[M].北京：北京理工大学出版社，2006:5-7.

[10] 朱爱武.空调压缩机对车内噪声的影响[J].噪声与振动控制,2010,30 (4):47-49.