对汽车空调系统降噪问题的探讨

摘 要：空调系统噪声是新车质量研究的十大问题之一，如今随着消费者对汽车舒适性要求的不断提高，降低空调系统噪声被提高到一个新的高度，也成为汽车市场竞争的一个影响因素，因此本文列举了空调系统噪声产生的原因，并提出了降低噪声的方法，为后期空调系统降噪设计提供了参考。

关键词：汽车空调；降噪；问题探讨

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

0 引言

随着人们生活对平的大幅上涨，汽车已成为很多人的日常代步工具，有车一族的数量也越来越多，人们对汽车的要求不仅仅是以车代步，更追求的是乘驾的动力性和舒适性。提到舒适性，人们首先会想到汽车空调，而且汽车空调都成了汽车的标配。空调要运行就不可避免带来噪声，然而汽车噪声大小是人们选车的一个重要评价指标。汽车噪声产生部位很多，而汽车空调系统是引起重大噪声的部件之一，如何使汽车空调噪声特别是车内噪声减小，达到消费者的要求，是汽车设计者亟需解决的重要问题，也是提升现代汽车市场竞争的一环。

1 空调噪声分类

按照噪声产生机理不同，汽车空调噪声可以分为：机械噪声、流体噪声、电磁噪声。机械噪声是由于机械设备运转时，零部件间的摩擦力、撞击力或非平衡力，使机械部件和壳体等发声体产生无规律振动而发出的噪声。如压缩机总成，冷凝风扇，鼓风机，水泵等运转时发出的声音。流体噪声是指运动流体与固体边界之间由于粘滞力作用以及流体内部湍流所引起的辐射噪声。如冷凝风扇和轴流风机处进排气噪声，压缩机的进排气噪声，风道气流声。电磁噪声是磁性元件在磁场力的作用下发生吸合而发车的噪声，如压缩机电磁离合器线圈。

也可把汽车空调噪声从整车结构上划分为前舱噪声和室内噪声两类。前舱噪声主要指安装在发动机仓里的制冷部件发出的噪声，如压缩机运转噪声、冷却部件、管道振动响声，以及制冷剂在管道内流动的声音；室内噪声主要由采暖通风总成与各风道组成。

2 噪声产生的原因及降低噪声的方法

空调系统压缩机、冷凝器、蒸发器、鼓风机及管路系统有轻微噪声是正常的，但是如果噪声过大或存在异响，说明空调系统有故障，需要及时处理。降低噪声的方法主要是控制噪声源，以及噪声的传输和扩散。

2.1 空调设备选用

对于汽车空调来说控制噪声源主要是选用好的空调设备，可以从以下几个方面来选用：

（1）选择低噪声的风机。风机的空气动力噪声大小与其转速、叶轮直径大小和外壳的结构、叶片倾角、叶片数和风机工作状态有关。为了降低风机噪声，应选用转速较低的离心风机。还应注意运动部件结合处留有足够的间隙，以避免碰击和振动，并尽可能采用滑动轴承。在风机传动中，直联传动比联轴器传动的噪声小，V带传动噪声最大。目前性能比较好的是HOPE多翼离心风机。

（2）选择低噪声的压缩机。压缩机是汽车空调制冷系统的心脏，它的性能好坏决定了空调的很多性能指标，而且汽车空调系统的噪声很大一部分是由压缩机引起的，所以选择合适的压缩机尤为重要，目前压缩机种类和规格很多，但涡旋式压缩机以其结构新颖、精密，具有体积小、噪音低、重量轻、振动小、能耗小、寿命长、输气连续平稳、运行可靠、气源清洁等优点，被誉为“新革命压缩机”和“免维修压缩机”，在小型制冷领域获得越来越广泛的应用。

（3）选择换热效率高的蒸发器和冷凝器，如冷凝器选择平行流式，蒸发器选择层叠式。

2.2 管路降噪

噪声的传输和扩散主要是管道的设计和连接安装的问题，可以对空调管路进行了下面的改进措施 。

（1）改进风道布置和风管结构。风道布置力求顺直，避免复杂的局部管件。对风管弯头、三通管接头、变截面过渡段、调节风门等应做成流线型、渐缩型或设置导流叶片，以减小气流阻力和避免引起气流的涡流。对于送风量一定的送风系统，风机转速愈小、送风量就愈少，产生风压愈低，则风机噪声就愈低。因此，送风管内的气流速度不宜选择过大。

（2）改进风管之间的连接结构。将风道的吸、排风口设置成适当长度的喇叭形管，并且管道内部应光顺，有足够的截面尺寸，在空气分配器出风口尽可能增加出风格栅面积或导流板和分流板，以减少空气动力噪声。除了在风机进、出口设置减振软管外，在风管穿过车壁的部位也应以软管连接。

（3）空调管路管夹加装减震垫。由于压缩机是固定在发动机上的，随着路面不平发动机会产生振动，压缩机也随之振动，再者压缩机本身就曾在机械噪声，这些噪声通过连接压缩机与蒸发器的低压管，传递到车舱内，为了阻隔或减低这些噪声的传递，低压管的管夹内的衬垫设计成内齿型，而且管夹与支架的固定采用了柔性连接，在管夹和支架之间增加减震垫。

（4）空调管路加装消音器。由于压缩机进排气处有气流脉动以及吸、排气阀不可避免地有机械撞击，这些都会产生噪声。根据制冷原理，我们知道压缩机吸进的大约是1.5个大气压的低温低压气态制冷剂，排出的大约是15个大气压的高温高压的气态制冷剂，所以空调高压管（排气管）内径较小，排气压力比较稳定，气流脉动小，因此产生振动不大，导致噪声小，而空调低压管内径较大，又受车内热负荷变化的影响，制冷剂流量的变化明显，压力也跟着波动大，这样，在压缩机吸气口附近就会产生气流脉动，这会导致压缩机振动较大，引起连接的空调低压管也跟着产生抖动，从而引起前舱噪声。为了降低压缩机在吸气时由于气流脉动引起的噪声，一般在空调低压管（吸气管）靠近压缩机吸气口50mm～100mm的位置加装一个直径40mm、长度为50mm的消音器，有的还在低压管外周包裹隔热的橡胶也能起一定的隔音作用，还有的用软管连接。

（5）利用吸声降低噪声。在空调鼓风机的进风口、空气分配器以及部分风管内粘贴吸声材料，可利用材料的吸声效果来降低噪声。吸声材料具有多孔性，它能把入射在其上的声能部分地吸收掉，以减少噪声对空调车室的干扰。吸声材料大都是疏松多孔的，如玻璃棉、泡沫塑料、矿碴棉、毛毡、石棉绒等。

3 小结

通过对汽车空调系统产生噪声的原因分析，认为可以从制冷设备和管路上采取减震降噪措施，就目前这一行业的发展看，空调管路的降噪措施尤为重要，因这些措施采取得当如否，效果相差显著。

参考文献：

[1]程勉宏，刘刚.汽车空调风道设计对车内噪声的影响[J].阳航空工业学院学报，2005（04）.

[2]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（04）.