碟形膨胀阀在汽车空调降噪中的应用

2020-05-28 23:56:53·  来源:安徽江淮汽车集团股份有限公司  作者:陈闻  
 
摘 要:通过碟形膨胀阀与消声器两种降低系统噪音措施对比测试,碟形膨胀阀在解决冷媒低频噪声优于消声器方案。通过碟形膨胀阀应用实现成本降低。引言近年来随着
摘 要:通过碟形膨胀阀与消声器两种降低系统噪音措施对比测试,碟形膨胀阀在解决冷媒低频噪声优于消声器方案。通过碟形膨胀阀应用实现成本降低。

引言

近年来随着自主品牌整车 NVH 性能提升,汽车空调噪音问题日益凸显。空调系统引起的车内异响,压缩机是主要的激励源,压缩机通过辐射噪声、振动、脉动三种方式引起车内异响。相比辐射噪声、振动的研究,对于如何抑制冷媒脉动噪音研究不多。膨胀阀做为系统中的节流、膨胀元件。其对冷媒脉动起放大或抑制作用。选择不好可能会产生“啸叫”异响问题。

文献 1 对汽车空调 H 型热力膨胀阀产生的“啸叫”现象进行研究,通过试验测量及阀芯的振动模态进行分析,得出阀芯运动部件第一阶固有频率低是诱发共振,导致阀门频繁开启,是产生“啸叫”的主要原因。通过提高阀芯的固有频率可以有效避免“啸叫”现象的发生。

文献 2 建立了膨胀阀的瞬态噪声试验台,对制冷系统开机过程中热力膨胀阀的啸叫试验进行试验研究。获得了不同的温包充注,不同阀内结构的热力膨胀阀振动的噪音特性。

结果表明:温包内采取交叉冲注、低蒸干压力冲注、阀内安装碟形弹簧有利于降低膨胀阀啸叫噪声。

本文通过在整车上对原空调系统进行设计优化,通过碟形膨胀阀与消声器两种降低系统噪音措施对比测试研究,在工程应用中选择合适方案。

1、膨胀阀运动部件结构

碟形膨胀主要作用是通过安装在阀座周围的蝶形弹簧来限制阀座与阀球在水平方向的运动,降低阀内部部件振动幅度。





2、技术方案及优化

原技术方案中为避免冷媒脉动噪声,采用消声器方案。但存在管路加工难度、成本增加的问题。因此,拟采用碟形膨胀阀对系统进行优化设计。



3、方案对比测试验证

试验工况:风速为最低档位,温度最低,内循环模式,吹头模式,风口水平稍微偏上(角度大约 100),考察压缩机工作及发动机转速变化等对车内噪声的影响。测试数据见表 1。



经对比测量碟型膨胀阀方案比原方案在怠速开空调车内噪声要小约 0.5~1.0dB(A)。从频谱上进行分析,(注:绿色粗线条为消声器,蓝色细线条为碟型膨胀阀)。



通过频谱对比分析,碟型膨胀阀状态,在(50~315)Hz频带内噪声能量要小于消声器状态,这是碟型膨胀阀车内噪声要小于消声器状态的主要原因。

4、总结

通过在整车上对原空调系统进行设计优化,通过碟形膨胀阀与消声器两种降低系统噪音措施对比测试,碟形膨胀阀在解决冷媒低频噪声(50~315)Hz 优于消声器方案。通过碟形膨胀阀应用实现成本降低。 
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