某纯电动车CO2热泵空调系统噪声与振动分析及优化

针对搭载CO₂热泵空调系统的某纯电动汽车,车辆在怠速工况下进行低温采暖NVH试验时,打开空调系统制热模式HI档,压缩机转速为4000 r/min且车内出现70 Hz轰鸣声与方向盘异常振动问题,通过“源-路径-接收者”建立传递路径并对其进行分析,将问题锁定为是因为空调系统冷媒的压力脉动引起空调的管路振动,空调管路振动频率为66.7 Hz,与车身及方向盘的共振频率接近。根据锁定的原因制定2条措施：(1)将怠速制热模式HI档位下的空调压缩机转速由4000 r/min调低至3000 r/min,此时车内轰鸣声主观评价消失,且方向盘振动幅值由0.6 m/s²降低至0.26 m/s²,满足评价要求;(2)在空调系统的冷媒管路弯折转弯处增加3个质量块,此时主观评价车内轰鸣声消失,且方向盘振动幅值由0.6 m/s²降低至0.34m/s²,满足评价要求。试验表明,降低压缩机的转速或给空调系统冷媒管路弯折转弯处增加质量块解决了该纯电动汽车在怠速下CO₂热泵空调开启车内轰鸣与方...     

基于压缩机-支架系统的异常噪声研究

针对某乘用车发动机转速在1 573 r/min,压缩机开启时车内噪声异常的问题,对样车进行试验分析与诊断,对压缩机-支架系统进行仿真分析,提出改进方案并验证改进效果。利用LMS声振信号采集系统采集振动噪声数据,采用频谱分析、阶次追踪等方法,并结合压缩机-支架系统模态仿真结果,确定车内异常噪声是压缩机轴频21阶与压缩机-支架系统3阶模态频率接近发生共振造成的。通过优化支架结构来提高压缩机-支架系统3阶模态频率以此来避免共振,并换装橡胶驱动盘缓和压缩机输入扭矩波动。将改进结构进行整车试验,结果表明：匀速工况空调开启时问题转速下,车内噪声降低了2.5 dB(A);匀加速工况空调开启时发动机转速1 500~1 650 r/min区间,车内噪声无峰值,其余转速空调开启时改进前/后车内噪声基本不变,噪声波动趋势平缓。     

转子式压缩机并联系统管路减振设计及应用

针对转子式压缩机并联系统管路在多运行频率区间内管路振动应力超标严重现象,开展了转子式压缩机并联系统管路振动机理分析。通过并联系统管路振动特性分析,确定双压缩机振动激励源在管路组件中形成的“拍振效应”,是造成管路振动应力超标原因之一;通过动力学分析,基本判断出管路组件振动模态与管路应力超标问题存在较大关联性,在“拍振效应”下的压缩机激励源能量全面激起了管路多阶振动模态,引起管路共振;最终采用降低激励源能量耦合作用与降低管路组件工作变形的方法,通过对并联管路系统减振优化设计实现抑制管路振动响应;空调机组经CAE仿真工具验证,振动应力改善74%;空调机组经管路振动应力试验验证,管路振动应力平均降幅43%,验证了管路减振设计方法的有效性及实用性,形成了一套解决转子式压缩机并联系统管路振动的通用指导方案。     

电动轿车空调系统振动噪声传递路径测试分析

为控制某纯电动汽车怠速空调开启工况时车内噪声,开展空调系统振动噪声传递路径研究。首先,采用Benchmark分析、整车-子系统性能分解、旋转件阶次频率分析等方法,获得了该纯电动汽车空调系统关键零部件振动噪声传递路径,发现冷却风扇安装支架刚度和空调管路振动是引起车内噪声偏大的主要因素;然后,提出了安装支架刚度加强方案和空调管路减振措施;最后通过试验数据验证,经过改进后该车型怠速空调开启工况车内噪声由46.2dB(A)降低到44.5dB(A),满足了目标值45.0dB(A)要求。上述研究方法可为纯电动汽车空调系统振动噪声传递路径分析提供参考,亦可为相关车型空调系统结构设计提供借鉴。     

电动汽车低频轰鸣声故障诊断与改进

针对某电动汽车低频轰鸣声问题进行诊断与改进。首先,基于整车及单品台架声振测试,运用阶次分析、传递路径分析及数值模拟等方法对故障车和零部件进行诊断分析,确认车内轰鸣声为压缩机1阶振动激励经安装支架传递至车身致使薄壁钣金结构共振所产生;其次,按照源、路径和响应的噪声振动控制思路逐一分析,并基于工程化需求确定传递路径为优选改善方向;最后,提出2种增加安装支架隔振量的技术方案进行实车验证,确认了方案的有效性。研究结果表明,改善传递路径可有效降低该车零部件振动导致的车内轰鸣声,噪声总值降低可达11.9 dB(A),为解决同类问题提供了新思路。     

基于空调压缩机支架改进的燃料电池轿车降噪

研究了空调压缩机独立运行工况下燃料电池轿车的声振特性,并对空调压缩机支架进行模态计算.分析表明;支架因在压缩机振动的工作频率附近存在低阶固有频率发生共振,进而造成车身板件振动并向车内辐射噪声,是空压机向车内传递噪声的主要途径.使用增强材料提高了压缩机支架的整体刚度,有效避免了支架的共振,降低了车内噪声2 dB以上,改善了车内外声品质.     

空调室外机管路系统的减振分析

空调压缩机工作时会间歇性的吸气和排气,这将会导致压缩机产生相应的振动,而振动将会传递到与之相连的管路上,管路在长期振动下容易断裂导致冷媒的泄漏。通过有限元仿真软件对管路系统进行了模态分析和谐响应分析,并通过增加消声器和增加管路壁厚的方法对管路进行减振分析,通过优化管路系统降低管路振幅,提高管路使用寿命。     

泵-管路系统振动噪声特性试验研究

泵-管路系统广泛应用于船舶均衡系统中，为研究不同工况下泵-管路系统振动特性，搭建了离心泵-管路系统的振动测试平台，通过采集不同工况下泵及管路的振动数据，分析了泵激振动、管路压力、辐射噪声与泵转速的关系，以及泵转速、阀门开度对管路振动的影响。试验结果表明，泵激振动、管路压力和辐射空气噪声均随着泵转速增加而增大，对于离心泵组的泵激振动并非在额定转速工况下振动最小，与泵的运行工况密切相关；管路压力在额定转速前已经建立，在保证泵功能性前提下，可根据使用工况适当降低转速实现降低噪声目标；泵转速、阀门开度均对管路振动有较大影响。     

旋转式空调压缩机的振动和噪声研究

介绍了压缩机振动和噪声测试的基本原理和系统组成，分析了空调压缩机的结构和受力，查明了引起振动和噪声的根本原因，并揭示了空调压缩机在运行状态改变的条件下，振动和噪声的变化规律。     

大型工艺往复压缩机系统振动分析

对大型工艺往复式压缩机系统出现振动异常现象的原因进行分析,计算了不平衡力/力矩,在扰力矩计算的基础上对压缩机基础振动状况进行了分析;建立了压缩机-驱动电机轴系模型并进行了有限元模态分析,得到了轴系振动前六阶振型与相应频率;建立了气流脉动与管道系统振动分析的有限元模型,进行了有限元分析计算,得到了管路系统的固有频率和相关研究节点的振幅。分析计算结果表明：由扰力矩引起的机身振动在允许范围内;管路系统的流固耦合振动是导致压缩机系统发生振动故障的主要原因。通过调整压缩机运行转速,改变了激振力频率;提出了管路系统优化方案,优化后的管路系统的固有频率显著提高,能有效避开激振力频率,明显降低管路系统的振幅,其最大振幅降至165μm,满足API618标准要求。     

直热式空气源CO2热泵热水器系统运行特性试验研究

设计了一种直热式空气源CO₂热泵热水器系统,利用试验研究的方法研究了环境温度、气冷器冷却水入水温度及流量对系统性能的影响。试验结果表明:设计的空气源CO₂热泵热水器系统,其系统能效系数(COP_h)基本达到了国家标准;环境温度、气冷器冷却水入水温度以及流量对系统COP_h、系统制热量以及气冷器出水温度的影响显著。通过调节热泵热水器系统低温热源温度、气冷器冷却水入水温度及流量,可改善系统COP_h,提高系统制热量以及气冷器出水温度。     

往复式压缩机管道振动分析与优化

振动问题严重影响着压缩机管路系统的长周期安全运行。针对往复式压缩机管道振动问题,基于ANSYS有限元分析软件对振动剧烈的管路进行流体压力脉动计算与流固耦合模态分析。结果表明,诱发管路振动的主要原因是流体压力脉动频率和管道机械固有频率均落在了压缩机激振频率共振区内,增加防震管托的解决方案可以在一定程度上减弱管道振动,经对比不同约束位置的模态分析结果,确定了最合理的约束位置。     

受迫振动对振动传感器干扰分析

在运行时因其转动部分的转动惯量不可能达到绝对平衡而会产生一个与旋转机械转动频率相对应的强迫力，并使电涡流振动传感器的探头支座发生受迫振动。以某压缩机组的检修检测为例，描述了测试系统的组成、振动传感器的受干扰现象和排查试验结果；通过理论分析证明了干扰现象的存在，并对压缩机振动传感器受迫振动提出了解决方案。改变安装位置和安装方式及调整设备结构以调整设备的固有频率ω₀,或在满足工艺要求条件下调整设备转速以调整设备的转动频率f,可以尽量避免由设备共振引起的参数波动。     

基于有限元的空调管路振动分析

空调室外机管路在工作时会产生相应的振动,管路在长期振动下容易断裂导致冷媒的泄漏。为了解管路的固有特性,本文对压缩机管路模型进行了模态分析,并研究了在改变回气管和排气管的结构下,压缩机管路系统固有频率的相应变化值。通过分析可知,排气管结构的改变对压缩机管路系统固有频率值的影响较为明显,达到了减振和避振的目的。     

准二级压缩型电动汽车热泵空调系统制冷性能研究

针对普通电动汽车热泵空调系统在夏季高温环境中制冷时,排气温度过高,系统制冷性能衰减的问题,设计了一种采用中压补气技术的准二级压缩型电动汽车热泵空调系统,系统以R407C为制冷剂,并搭建了试验台。通过在标准焓差实验室模拟测试不同外界环境温度及改变压缩机转速情况下系统的制冷性能,并与普通单级压缩系统进行对比。研究表明：在制冷时,准二级压缩热泵空调系统在降低压缩机排气温度方面有很大优越性,在标准制冷外界环境30℃下,准二级压缩热泵空调系统制冷量和压缩机功率增加显著,分别提高了12.97%,4.92%,系统COPc提高了7.94%;当压缩机转速从2 000 r/min提高到6 000 r/min时,准二级压缩热泵空调系统制冷量和压缩机功率分别提高了6.01%～12.31%和2.06%～6.24%,系统COPc提高了0.63%～6.51%。     

基于专利分布的CO2活塞压缩机市场分析

为了明确国内外CO₂制冷技术在活塞压缩机中的应用及市场，使用SooPAT数据库检索了包括CO₂制冷剂在内的活塞压缩机世界专利申请，从专利申请及授权的趋势、专利申请区域分布、技术分布和主要申请人等方面全景分析，同时，罗列了CO₂活塞压缩机的主要竞争对手。研究结果表明，专利分布主要集中在企业，这种分布形式不仅表明高校及科研机构专利申请产业化率低，还将挤压国内压缩机技术的发展空间；在CO₂制冷技术上，国内与国外差距较大，德国在技术和市场上占据绝对优势，国内需要在“碳中和”阶段突破CO₂制冷难关，研发出更具性价比和可靠性的CO₂压缩机。     

天然气压缩机管路系统气流脉动及管道振动分析

对存在严重振动问题的某天然气压缩机的进气管路进行了气流脉动和管道振动分析,提出了管路调整措施.通过气流脉动分析,得到了气柱共振频率及其对应的转速,以及出现最大压力脉动幅值的转速和管路位置;通过管道振动分析,获得了管路结构模态和激发响应,从而了解引起管道结构共振的固有频率和激发响应下的最大振动位移.对改造前后的管路进行了比较分析,结果表明:改造后的管路气流脉动最大幅值从17.65%降低到11.38%,最低结构固有频率从2.6Hz提高到12.2Hz,最大振动幅值从0.393mm减少到0.117mm.改造后的管路在实际运行中,380 r/min时测得最大振动幅值从0.4mm减少到0.1mm,表明调整措施是合理的.     

超临界CO2注气压缩机的设计

CO₂注气压缩机是CO₂-EOR工艺的关键设备之一，超临界CO₂驱替工艺要求其将气体从低压气态压缩至高压超临界态，其运行安全可靠性至关重要。由于CO₂在近临界点物性的突变，超临界CO₂注气压缩机的设计与运行存在其特殊性。应用PR方程计算了混合气体在宽温度、压力范围内的压缩因子，分析了其在近临界点的分布规律，指出了气缸内压缩过程中不适宜存在的压力-温度工况范围，划定了超临界CO₂注气压缩机的“非设计区”工况，并提出了回避“非设计区”的手段与方法。     

冰箱压缩机减振降噪的应用研究

对某型冰箱压缩机振动噪声进行了理论和实验分析 ,在此基础上 ,提出了一种新的冰箱压缩机减振降噪措施。基于高频隔振理论 ,重新设计了该型压缩机的压簧隔振系统。实验证实 :采用新型隔振系统的压缩机其平均噪声由 37.3d B(A)下降到 35 .0 d B(A) ,振动由 3.2 m/ s2 下降到 1.7m/ s2 ,取得了良好的减振降噪效果 ,这说明改进压缩机压簧隔振系统是一种有效的降低压缩机振动和噪声的方法。     

汽车空调压缩机噪声异常问题的诊断与试验

某国产轿车存在空调开启时车内噪声较大及怠速时车内出现间歇性异常噪声问题,为寻找振源,对样车及其压缩机系统进行了试验诊断与分析,包括样车摸底试验、压缩机安装状态的刚体模态试验、压缩机在消声室中的台架试验等,最终确定压缩机噪声较大原因为空调管路制冷剂冲击导致的管路振动噪声向车内的直接传递,间歇性异常噪声原因为压缩机工作频率与发动机8阶工作频率的拍频。根据诊断结果,提出了相应的改进措施,并进行了改进后样车的试验验证,结果表明改进效果比较明显。