某车型怠速开空调车内噪声大问题排查及改进
摘 要：某车型怠速开空调工况车内噪声偏高，主观感觉较明显，严重影响驾乘舒适性。通过对影响空调系统噪声的因素进行逐一排查，原因为空调管路安装点隔振差、空调管内冷媒脉动噪声大、进排气软管硬度大。随后对空调管路的管夹进行优化，将空调管路的所有管夹更改为双层隔振管夹，提高管夹的隔振性能。在空调管路中增加扩张腔，缓解管路中冷媒的脉动冲击，减小传递到车身的振动。以及调整压缩机进排气软管硬度，提高软管的隔振性能。通过三项优化措施，最终怠速开空调车内前排噪声由原状态的47.8dB（A）降低为45dB（A），满足目标值要求。
关键词：隔振;硬度
1 引言
整车NVH性能直接刺激顾客的主观感受，车内噪声、振动近年来逐渐成为衡量汽车舒适性的重要指标之一。怠速开空调工况车内噪声大直接影响车辆的驾乘舒适性，引起驾驶员疲惫，导致顾客抱怨。所以车型开发过程中怠速开空调工况车内噪声大的问题必须要解决。
2 某车型怠速开空调车内噪声大问题及原因排查
2.1 怠速开空调车内噪声大问题
公司某款车型在研发试制过程中测试发现怠速开空调工况车内噪声偏高，且主观感觉较明显，严重影响驾乘舒适性。通过对怠速工况车内噪声进行测试，测试数据显示怠速关空调前排驾右噪声为40dB（A），满足目标值要求;怠速开空调前排驾右噪声为47.80dB（A），不满足45dB（A）的目标值要求。具体如表1、图1所示，图中标识：FRLE：驾驶员右耳噪声。
2.2 NVH问题排查
该车型怠速关空调车内前排驾右噪声满足目标值要求，开空调前排驾右噪声不满足目标值要求，则开空调工况车内噪声大应主要为空调系统引起。汽车空调系统主要由空调主机、压缩机、冷凝器、储液器、膨胀阀、蒸发器、鼓风机、空调管路及控制部件等组成。汽车空调系统噪声大的原因可能为空调主机噪声大，压缩机噪声大，鼓风机噪声大，冷却风扇噪声大，空调管路安装点隔振差，空调管路噪声大等，遂对各个可能的原因进行逐一测试排查。
首先对空调主机进行部件级噪声测试，通过测试，12V（DC）下空调主机噪音为62.3dB（A），噪声值满足≤64dB（A）的一般目标设计要求，所以空调主机噪声大不是怠速空调开车内噪声大的主要原因。
接下来对空调压缩机进行测试排查，空调开工况，断开空调压缩机（取消继电器）后，车内前排驾右噪声降低3.9dB（A），如图2所示，满足通常压缩机3～4dB（A）贡献量的要求，因此压缩机噪声大不是怠速空调开车内噪声大的主要原因。
随后对空调鼓风机进行测试，经测试，鼓风机单独工作时对车内噪声影响较小，车内前、中、后排噪声贡献量均未超过37dB（A），滿足≤43dB（A）的一般设计要求，表现水平较好。
接着对冷却风扇噪声进行测试排查，使用稳压电源给风扇供电，保证风扇转速与怠速空调开工况下一致，如图6所示，测得风扇本体噪声为58.7dB（A），满足≤60dB（A）的一般设计要求。同时测得风扇对车内贡献量为32.8dB（A），满足≤33dB（A）的一般设计要求。
怠速空调开工况该车型发动机转速为820rpm，空调压缩机工作转速与曲轴转速比为1.25：1，压缩机内部为7缸结构，经过计算可以得到压缩机工作基频为：820*1.25*7/60=120Hz。测试空调管车身连接端的振动，通过测试数据分析发现空调管车身连接端存在与驾右对应的121Hz、242Hz峰值。断开空调管路与车身连接，测试车内驾右噪声变化情况，车内121Hz噪声峰值由35.6 dB（A）下降至30.5 dB（A），下降5.1 dB（A）;242Hz噪声峰值由34.8 dB（A）下降至27.1 dB（A），下降7.7 dB（A）;且车内前排驾右噪声下降1.07dB（A），由此可判定由于空调管路与车身直接固定连接，缺少隔振，压缩机振动通过空调管路传递至车身，造成车内噪声峰值，即空调管路安装点隔振差是怠速空调开车内噪声大的主要原因之一，如图3、图4所示。
空调管内冷媒的脉动压力会导致管路振动及噪声偏大，并将噪声传递至车内，在该车型前围空调管路中手工增加其车型的某一扩张腔，车内驾右噪声20-800Hz频段下降1.9dB（A），驾右噪声下降0.6dB（A）。因此空调管内冷媒的脉动噪声大也是怠速空调系统噪声大的原因之一。
空调压缩机进排气软管硬度偏大将不能对压缩机振动起到较好的隔振作用，压缩机振动会通过管路经车身传递至车内。对进排气软管进行硬度检测，经检测，进排气软管硬度为75邵氏度，硬度偏高，不能有效衰减空调压缩机的振动。将软管更换为硬度65邵氏度的管子并进行车内噪声测试，车内前排驾右噪声下降0.6dB（A）。因此进排气软管硬度大也是怠速空调系统噪声大的原因之一。
综上所述，空调管路安装点隔振差、空调管内冷媒脉动噪声大、进排气软管硬度大均是导致怠速空调系统噪声大的原因。
3 优化措施及验证
对空调管路的管夹进行优化，将空调管路的所有管夹更改为双层隔振管夹，即管夹与管路接触部位、管夹与车身接触部位均增加橡胶垫圈，有效衰减压缩机经由管路传递到车身的基频振动，降低传递到车内的噪声，新状态管夹经装车测试验证，车内前排噪声下降1.05dB（A），如图5所示。
空调管路中增加扩张腔，缓解管路中冷媒的脉动冲击，减小传递到车身的振动。增加扩张腔的管路样件装车测试验证，膨胀阀端X向振动由2.5g降为0.2g，车内前排噪声下降0.8dB（A），如图6所示。
调整压缩机进排气软管硬度，软管硬度由75邵氏度调为65邵氏度，提高软管的隔振性能，软管样件装车测试验证，车内前排噪声下降0.7dB（A）。
通过将空调管路的所有管夹更改为双层隔振管夹、空调管路中增加扩张腔、调整压缩机进排气软管硬度三项优化措施，怠速开空调工况车内前排驾右噪声由原状态的47.8dB（A）降低为45dB（A），最终满足目标值要求。
4 结语
影响汽车空调系统噪声的主要因素有空调主机噪声，压缩机噪声，鼓风机噪声，冷却风扇噪声，空调管路安装点隔振性能，空调管路噪声等。本文通过将空调管夹更改为双层隔振结构、空调管路中增加扩张腔、调整压缩机进排气软管硬度，从结构上减小空调系统噪声、振动向车内的传递，从而降低了怠速开空调工况车内噪声。本文中汽车空调系统噪声的优化方向及举措，可供其他车型借鉴。
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