本文采用频谱法，声强法和操作法分析旋片式空调压缩机产生噪声的原因，指出JSS-96型压缩机噪声主要来自排气口和电机噪声，进气和气压脉动引起的周期性脉动噪声。其中，压缩机的噪音比较大，包括电机和进气和排气脉动噪音，通过对该内容的研究可为下一步有效控制旋片式空调压缩机噪声提供参考。
在汽车制冷系统中，空调压缩机通常被认为是这个系统最重要的部分，其制冷剂能够推动循环状态。近年来，人们对汽车舒适性的要求越来越高，特别是对于空调压缩机噪音的设计，以及当汽车处于空转状态时，人们对于噪声控制的需求很高。从目前国内外汽车质量层面上来看，关于汽车空调压缩机的噪声产生问题非常普遍，但在这方面研究较少，主要采用实验方法进行具体分析，空调压缩机噪声控制可以通过噪声源识别和压缩机特性分析来开发。
一、旋叶式空调压缩机噪声产生的机理图中所示的是压缩机系统测试台，其中包括电机和压缩机，噪声源包括气流机械和电机噪声。电动机噪声包括脉动气流和电磁噪声，并且压缩机在进气和排气以及滑动件之间产生冲击，同时制冷剂引起机械和气流噪声。可以看出汽车空调压缩机存在许多噪声源，为了有效地降低这些噪声，首先需要识别噪声源。从电机噪声的角度来看，主要是由于轴与轴承之间的滑动，电磁噪声和由于部件摩擦引起的机械噪声。电磁噪声是由作用在转子和定子之间的电磁力产生的脉冲力波和旋转滤波器，并且通过气隙产生振动。此外，噪声辐射被称为电磁噪声，电机的谐波磁场，机器和由磁场产生的电磁力波的振幅频率，并且定子的振动特性，包括机械阻抗的固有频率，具有非常密切的关系。此外，还与电机声学特征有一定的联系。从机械噪声的角度来看，主要是由旋转机械系统的不平衡引起的噪声和振动引起的。根据公式，fn=nf0=nN/60，其旋转机频率是转子振动基频的整数倍，当压缩机处于工作状态时，由于切割，敲击诸如阀板之类的部件会导致爆破噪声超过两千赫兹。压缩机中各种部件的相对滑动也可以产生这种摩擦噪声，我们从气流噪声产生角度来看，在受到外界作用力的情况下，转子旋转过程中部件上的五个划件受到油压差和离心力的作用，划件边缘会附着在气缸壁上。由于它是椭圆形的圆柱体，当转子叶片旋转时，它根据圆柱体的形状而膨胀和缩回，这引起新月形体积的显着变化，并实现诸如压缩机的吸入和排出的各种功能。在压缩机的抽吸过程中产生机械噪声，并且气流从进气管进入吸气室，进气管又与一些划线激励的转子碰撞，这产生噪声。由于没有设置吸气阀，在吸气中速度和气压较低，对滑片和转子冲击力较小，所产生噪音也相对较小。排气噪声是压缩机能量大的噪声源，比压缩机噪声更严重。排气管冲入排气管，形成复杂光谱和高能量的噪音。根据排气中发生噪声的因素，我们分析了排气噪声的成分。首先，有排气压力脉动和排气口喷射噪音，阀件可以穿过气流引起爆震或涡流噪声。
二、压缩机系统实验研究为了进一步分析旋转叶片式空调压缩机产生的噪声，确定噪声源和噪声的原因，我们通过操作方法分离压缩机和电机噪声。根据噪声谱结果，获得压缩机噪声频率，并且通过压缩机表面的近场声强找到表面噪声辐射部分。在实验过程中，由于电动机和压缩机是一体化的，电动机噪声会在一定程度上影响压缩机噪声测试。为了能够准确地找到汽车空调压缩机中的噪声源，有必要识别电动机噪声。我们可以运用去运行法分离电机和压缩机这两种噪声，分析各自噪声的频率成分，从三个工况下进行电机，皮带，压缩机噪声分离。具体包括电机噪声测试为去掉电机皮带，使电机处于空转状态，这种情况下，压缩机不运行，可以认为产生的是皮带和电机噪声。当离合器关闭时，压缩机返回运行状态，此时存在压缩机，皮带和电机噪音。在这三种情况下，电动机速度等于压缩机的正常工作状态，所得到的频率图如下图所示。
图1电机以及皮带产生的噪声频谱图
图2压缩机工作状态下噪声频谱图
通过压缩机的噪声频谱，我们可以知道当电机独立运行时噪声为71.93分贝。当处于赫兹以下时为白噪声特征，没有明显的峰值，断开离合器后，压缩机噪声值为73.35分贝，处于赫兹以下时没有明显噪声分值。在正常情况下，压缩机噪声为81.88分贝，并且在Hz以下存在显着的峰值频率，并且在这种情况下噪声峰值频率是进气和排气频率的整数倍。此外，当压缩机处于正常运行状态时，产生的噪声主要包括进排气脉动噪声，对不同转速下进行压缩机测试时，我们发现产生的噪声也是进气和排气脉动噪声，但转速越高，噪声就越大。该结果是与旋转叶片机械系动声学理论保持一致的。
为了能够进一步验证压缩机主要噪声来源，包括排气和吸气噪声，以及这两种噪声所产生的贡献大小，我们采用声强法进行进一步的验证。声强法能够准确进行声源的定位，以及估算声功率级，是当前使用比较普遍的噪声来源识别方法。根据国际标准，待测压缩机周围有假想的矩形包络面，网格点的数量应尽可能密集，测量点应尽可能包括一些主要的辐射部分。这种测量结果是比较好的，在实际测量过程中需要对压缩机左侧，后端，右侧，顶面进行声强测试，测量范围为3cm，网格大小为1.5x1.5cm，处于半消声空间进行测试，本体噪声为20分贝，频率为Hz，使用声强测试系统和声强分析软件进行测试。当压缩机处于0转每分钟时，声强结果如下图所示。
我们可以看到顶部声强轮廓的声强在总吸入口处相对较大，声强达到70.5分贝，右声强等高线慢慢收敛。主要是由于排气口和右侧排气阀的影响，左右侧声强度轮廓的声强集中在两侧的排气阀上，轮廓线收敛得更快。吸入口左侧的会聚很慢，表明主要噪声源是吸入口，右侧滑轮收敛缓慢。说明从整体上来看，皮带轮也会产生一定的噪声影响。此外，我们发现气液分离器功率强大，其次是总排气。
通过实验分析，我们发现旋叶式汽车空调压缩机噪声包括电机，气流和机械噪声，由于汽车没有电机驱动，因此可以忽略电机噪声的影响。排气噪声占据主要部分，对整体噪音影响很大。还可以增加叶片的数量，改变排气阀的喷嘴的形状，并降低旋转速度以实现噪声控制。
小结
总而言之，我们通过对旋叶式汽车空调压缩机进行噪声源识别，利用声强法以及运行法等，详细分析了噪声产生来源，为下一步有效控制旋叶式汽车空调压缩机噪声提供参考依据。
作者：于譞
单位：牡丹江富通汽车空调有限公司
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