Der Klimakompressor für Elektrofahrzeuge (im Folgenden als Elektrokompressor bezeichnet) ist ein wichtiger Funktionsbestandteil von Fahrzeugen mit neuer Energie. Die Anwendungsaussichten sind breit gefächert. Dies kann die Zuverlässigkeit der Leistungsbatterie gewährleisten und ein gutes Klima für den Fahrgastraum schaffen, führt jedoch auch zu Vibrationen und Geräuschen. Da es keine Motorgeräuschmaskierung gibt, elektrischer KompressorLärm ist zu einer der Hauptlärmquellen von Elektrofahrzeugen geworden, und sein Motorgeräusch weist mehr hochfrequente Komponenten auf, wodurch das Problem der Klangqualität stärker in den Vordergrund tritt. Die Klangqualität ist ein wichtiger Indikator für die Bewertung und den Kauf von Autos. Daher ist es von großer Bedeutung, die Geräuscharten und Klangqualitätsmerkmale elektrischer Kompressoren durch theoretische Analysen und experimentelle Mittel zu untersuchen.
Geräuscharten und Entstehungsmechanismus
Zu den Betriebsgeräuschen elektrischer Kompressoren gehören hauptsächlich mechanische Geräusche, pneumatische Geräusche und elektromagnetische Geräusche. Zu den mechanischen Geräuschen zählen hauptsächlich Reibungsgeräusche, Schlaggeräusche und Strukturgeräusche. Zu den aerodynamischen Geräuschen zählen hauptsächlich Abgasstrahlgeräusche, Abgaspulsationen, Ansaugturbulenzgeräusche und Ansaugpulsationen. Der Mechanismus der Geräuscherzeugung ist wie folgt:
(1) Reibungsgeräusch. Zwei Objekte berühren sich für eine Relativbewegung. In der Kontaktfläche wird Reibungskraft eingesetzt, die die Objektvibration anregt und Geräusche abgibt. Die Relativbewegung zwischen dem Kompressionsmanöver und der statischen Wirbelscheibe verursacht Reibungsgeräusche.
(2) Aufprallgeräusch. Unter Trittschall versteht man den Lärm, der durch den Aufprall von Gegenständen auf Gegenstände entsteht und sich durch einen kurzen Abstrahlvorgang, aber einen hohen Schallpegel auszeichnet. Zu den Schlaggeräuschen gehört das Geräusch, das dadurch entsteht, dass die Ventilplatte beim Entladen des Kompressors auf die Ventilplatte trifft.
(3) Strukturlärm. Der Lärm, der durch Anregungsschwingung und Schwingungsübertragung fester Bauteile entsteht, wird als Körperschall bezeichnet. Die exzentrische Drehung vonKompressorRotor und Rotorscheibe erzeugen eine periodische Erregung des Gehäuses, und der durch die Vibration des Gehäuses abgestrahlte Lärm ist struktureller Lärm.
(4) Abgasgeräusch. Abgasgeräusche können in Abgasstrahlgeräusche und Abgaspulsationsgeräusche unterteilt werden. Der Lärm, der dadurch entsteht, dass Gas mit hoher Temperatur und hohem Druck mit hoher Geschwindigkeit aus der Entlüftungsöffnung austritt, gehört zum Abgasstrahllärm. Das durch intermittierende Abgasdruckschwankungen verursachte Geräusch gehört zum Abgaspulsationsgeräusch.
(5) Inspirationsgeräusch. Sauggeräusche können in Saugturbulenzgeräusche und Saugpulsationsgeräusche unterteilt werden. Zu den Ansaugturbulenzgeräuschen gehört das Luftsäulenresonanzgeräusch, das durch den instationären Luftstrom im Ansaugkanal erzeugt wird. Das durch das periodische Ansaugen des Kompressors erzeugte Druckschwankungsgeräusch gehört zum Ansaugpulsationsgeräusch.
(6) Elektromagnetisches Rauschen. Die Wechselwirkung des Magnetfelds im Luftspalt erzeugt eine radiale Kraft, die sich zeitlich und räumlich ändert, auf den festen Kern und den Rotorkern einwirkt, eine periodische Verformung des Kerns verursacht und dadurch elektromagnetisches Rauschen durch Vibration und Schall erzeugt. Das Betriebsgeräusch des Kompressorantriebsmotors gehört zu den elektromagnetischen Geräuschen.
NVH-Testanforderungen und Testpunkte
Der Kompressor ist auf einer starren Halterung montiert, und die Geräuschtestumgebung muss eine halbreflexionsarme Kammer sein und das Hintergrundgeräusch liegt unter 20 dB(A). Die Mikrofone sind vorne (Ansaugseite), hinten (Auslassseite), oben und links am Kompressor angeordnet. Der Abstand zwischen den vier Standorten beträgt 1 m vom geometrischen Mittelpunkt desKompressorOberfläche, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.
Abschluss
(1) Das Betriebsgeräusch des elektrischen Kompressors setzt sich aus mechanischem Lärm, pneumatischem Lärm und elektromagnetischem Lärm zusammen. Der elektromagnetische Lärm hat den offensichtlichsten Einfluss auf die Klangqualität, und die Optimierung der elektromagnetischen Lärmkontrolle ist eine wirksame Möglichkeit, den Klang zu verbessern Qualität des elektrischen Kompressors.
(2) Es gibt offensichtliche Unterschiede in den objektiven Parameterwerten der Klangqualität unter verschiedenen Feldpunkten und unterschiedlichen Geschwindigkeitsbedingungen, und die Klangqualität in der Rückwärtsrichtung ist am besten. Die Verringerung der Arbeitsgeschwindigkeit des Kompressors unter der Voraussetzung, dass die Kühlleistung zufriedenstellend ist, und die bevorzugte Ausrichtung des Kompressors in Richtung Fahrgastraum bei der Durchführung der Fahrzeugauslegung tragen dazu bei, das Fahrerlebnis der Menschen zu verbessern.
(3) Die Frequenzbandverteilung der charakteristischen Lautstärke des elektrischen Kompressors und ihr Spitzenwert hängen nur von der Feldposition ab und haben nichts mit der Drehzahl zu tun. Die Lautstärkespitzen jedes Feldgeräuschmerkmals sind hauptsächlich im mittleren und hohen Frequenzband verteilt, und es gibt keine Maskierung des Motorgeräuschs, was von Kunden leicht erkannt und beanstandet werden kann. Entsprechend den Eigenschaften von Schalldämmmaterialien können Schalldämmmaßnahmen auf dem Übertragungsweg (z. B. die Verwendung einer Schalldämmabdeckung zum Umhüllen des Kompressors) die Auswirkungen der Geräusche des elektrischen Kompressors auf das Fahrzeug wirksam reduzieren.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 28.09.2023