4.3具体原因分析
4.3.1怠速工况下压缩机噪声大真因分析(图3中A-B/G-H)
空调压缩机的转速快慢是由空调ECU,通过PWM的方式控制。空调ECU通过采集相关传感器参数、鼓风机吹风量大小,判断目前所需制冷量大小,控制压缩机转速快慢去实现目标温度的调整。当蒸发器温度传感器值逐渐降低至软件设定的最低目标值时,压缩机转速也会逐渐由快变慢,实现自动调速的功能。
本项目车辆在钥匙转到ready挡位置,完成高压上电。接通空调A/C(制冷)开关,保持车速在0 km/h的怠速工况。因空调制冷系统刚开始工作,蒸发器温度值较高,空调ECU按最大的转速控制压缩机运转,且怠速时高压驱动电机不工作,在驾驶舱也无其他背景噪声,故主观评价压缩机振动噪声明显偏大。
所以怠速工况下,压缩机噪声大的真因是压缩机按最大转速工作引起的。
4.3.2高速工况下压缩机噪声大真因分析(图3中C-D)
车辆高速运行,当车速超过40 km/h时,VCU不限制空调功率,压缩机可以按最大工作转速运转。正常工作转速范围是1 5005 000 r/min,经过计算,压缩机运转的工作频率厂=n×η×m/60,故fmin=1500/60=25 Hz,fmax=5 000/60=83.3 Hz。
通过对压缩机安装支架CAE分析,结果见图6,仿真计算得出1阶频率为68.5 Hz,2阶频率为210.8 Hz、3阶频率为313.3 Hz。可以看出,支架的1阶频率68.5 Hz在压缩机工作振动频率范围内(25~83.3 Hz),生较大的噪声。所以存在共振频率点,进而因共振产所以高速工况下,压缩机噪声大的真因是压缩机工作范围的频率和支架模态1阶频率存在共振频率点困。
4.3.3减速(图3中E-F)工况下压缩机噪声大真因分析
从图3可以分析:车辆加速时,压缩机功率上升的曲线斜率,基本同步于车速变快的斜率。同时,驱动电机加速发出电流工作的声音和车辆行驶中产生的风噪、轮胎与路面摩擦产生的路噪,呈上升趋势,基本掩盖了空调压缩机振动噪声,故主观评价噪声合格。
车辆减速时,压缩机功率下降的曲线斜率,要小于车速变慢的斜率。驱动电机工作发出电流的声音和车辆行驶中风噪、轮胎与路面摩擦产生的路噪呈下降趋势,但明显快于压缩机转速下降的速度,所以压缩机工作噪声又会凸显出来,故主观评价不合格。
对压缩机转速上升和下降作了测试,转速上升速度每秒提升180 r/min,下降速度每秒减少60 r/min 、所以减速工况下,压缩机噪声大的真因是压缩机转速下降速度慢造成。
4.3.4压缩机本体噪声大真因分析
电动压缩机剖面图如图7所示。除了是电驱动外,工作原理与普通涡旋式压缩机类似。由动盘、静盘隔开的空间发生变化,以执行制冷剂气体的吸入、压缩和排放,见图8。
对使用过的压缩机单品进行了拆解,发现动盘与静盘在图9所示地方,有摩擦的痕迹。也就是说,动静盘在旋转作动的时候,发生了不良摩擦,是造成压缩机本体工作噪声大的真因。