摘要：针对某纯电动乘用车正在怠速、开空调时车内振动较大的题目，通过振动转达特征测试及模态领会，确定空调压缩机正在转速为2 300 r/min 时振动较大是因为空调压缩

：针对某纯电动乘用车正在怠速、开空调时车内振动较大的题目，通过振动转达特征测试及模态领会，确定空调压缩机正在转速为2 300 r/min 时振动较大是因为空调压缩机自己驱策与冷却电扇爆发拍振所导致，正在转速为5 000r/min 时振动较大是因为压缩机作事基频与其自己刚体模态耦合所导致。最终，通过调治空调压缩机转速，将原2 300r/min 档位对应调治至2 000 r/min，避开冷却电扇转速，倾向盘振动幅值由0.049 g 优化至0.015 g；同时，通过增众空调压缩机支架的衬套刚度来抬高空调压缩机的刚体模态频率，避开空调压缩机正在转速为5 000 r/min 时的作事基频，倾向盘振动幅值由0.178 g 优化至0.029 g，座椅振动幅值由0.013 g 优化至0.006 g。该左右政策不单有用管理了该车型正在怠速、开空调时车内振动较大的题目，也可为电动汽车空调编制的模态和频率设定供应诱导。

跟着我国汽车行业的不竭生长，人们对汽车NVH功能的条件也越来越高[1]。近几年来，守旧燃油车NVH功能的琢磨一经赢得了庞大打破，但对待目前处于敏捷生长中的纯电动汽车而言，因为没有了守旧内燃机本底噪声振动的掩护效应，各编制的噪声与振动会更为卓绝[2]。空调举动汽车中要紧的安适安排编制，不单要满意基础的制冷功能，还必要有对其自身爆发的噪声和振动加以左右的效用，避免对驾乘安适性爆发庞大的影响。

近些年，国内对空调编制的振动和噪声题目琢磨斗劲众。谭雨点等和何吕昌等[3–4]对纯电动汽车空调压缩机运转时的振动特征举办琢磨，通过优化空调压缩机支架改动其模态频率，从避免爆发共振角度抬高了车内安适性。邱琳[5]通过优化空调压缩机转速左右政策，从左右振动源角度刷新了车内旅客的安适性。孙强等[6]通过优化空调管途隔振功能，使压缩机到车内的振动转达取得了必然水准的衰减。

目前对待空调编制NVH功能的琢磨公众是基于守旧燃油车型发展，对待纯电动汽车空调NVH功能的琢磨较少；同时，纯电动汽车空调压缩机自己举动驱策源，大大都模态和驱策频率的分散优化，紧要是为了规避空调压缩机支架以及车内环节部件的固有频率，很少研讨去规避压缩机自己的装置模态，即空调压缩机自己的刚体模态。

本文通过途途差别对振动转达途途举办识别，并连接模态领会方式，确定了空调压缩机正在题目转速下车内振动较大的来由，提出了调治转速政策和同时抬高空调压缩机自己刚体模态频率的优化思绪，并正在此本原前进行了实车验证，赢得了杰出恶果。

该纯电动汽车正在怠速开空调时，空调压缩机的作事转速是由车内温度T车内和空调面板设定温度T设定的差值T差断定，同时为了使胀风机噪声或许十足掩护压缩机的作事噪声，左右政策中对胀风机各档位下的最高压缩机转速加以局限，的确左右政策睹表1。试验时，为了便于数据或许被安祥采撷，通过标定软件来左右压缩机的作事转速，挨次测试左右政策中的转速工况。测试时，空调遴选制冷形式，温度筑立为最低，胀风机档地方于1 档且出风口为吹头形式。

试验时采用LMS数据采撷编制，配合两个三向加快率传感器，对倾向盘12 点地方和驾驶员座椅导轨外侧不同举办振动测试，的确测点地方如图1所示。

连接主观评判发掘，当空调压缩机转速正在2 300r/min 时，倾向盘振动鲜明，且存正在鲜明的拍振感；当空调压缩机转速正在5 000 r/min 时，车内无论是倾向盘依旧地板均存正在鲜明振动，与测试数据趋向浮现划一。因而，必要对空调压缩机正在2 300 r/min 和5 000 r /min 作事时的振动特征不同举办测试与领会。

式中：A1、A2不同为两个简谐振动的振幅，ω1、ω2不同为两个简谐振动的角频率，且ω1＜ω2；φ1、φ2不同为两个简谐振动的初相位。

编制经x1和x2两个简谐运动叠加后的振动波形如图2 所示，能够看出合成后的振动仍为简谐振动，其振幅随时辰呈周期性舒徐变动，即为“拍振征象”。拍振的幅值和频率取决于A，由式（4）能够得出，A的变动频率为ω1-ω2，A的幅值正在最大值A1+A2和最小值A1-A2之间变动。

从采撷到的倾向盘振动信号中，提取空调压缩机正在2 300 r/min 作事时的倾向盘时域图谱和频域线所示。

以上测试数据表白，倾向盘拍振是因为受38.10Hz 和38.33 Hz 两个频率的振动驱策所导致，拍振频率为两个频率之差0.23 Hz，与时域的振幅变动周期4.34 s 对应。驱策基频与转速的联系为

当压缩机正在2 300 r/min 作事时的驱策基频为38.33 Hz，同时测得压缩机未作事时，冷却电扇本体振动频率为38.10 Hz，对应冷却电扇转速为2 286r/min，如图4所示。

由此能够确定，空调压缩机正在2 300 r/min 作事时，与冷却电扇作事转速2 286 r/min 驱策频率迫近，导致倾向盘爆发鲜明的拍频振动。

该纯电动汽车空调编制采用电动涡旋式压缩机，其紧要作事道理是诈骗动、静涡旋盘相对转动，惹起内部密闭腔体的不断变动，从而完毕气体压缩，如图5 所示。当压缩机运转时，动涡旋盘由一个偏幸距很小的曲柄轴驱动，来完毕绕静涡旋盘挽救。

因为这种额外的布局计划，压缩机运转时会爆发不屈均的挽救惯性力，这种周期性的不屈均力激勉了压缩机的高频率振动。而借使其紧要零部件的固有频率正巧等于此周期性不屈均力频率的整数倍时，就会使压缩机本体进一步爆发猛烈的共振。因而务必通过刷新曲轴的动平均以及改动压缩机紧要零部件的固有频率，方可到达下降涡旋压缩机本体振动的目标。

针对空调压缩机正在5 000 r/min 作事时的车内振动题目，依照“驱策源-转达途途-领受者”模子，创设如图6 所示的空调压缩机振动转达途途示妄图，能够看出，空调压缩机本体振动紧要由两条途途转达至车身，从而惹起车内的振动呼应。第一条途途，压缩机本体爆发的振动由空调管途安打扮转达至车身；第二条途途，压缩机本体爆发的振动由空调压缩机支架转达至电机，再由电机从动力总成的3 个悬置转达至车身。

针对途途一，依据图7 中示意的安打扮地方，断开全盘的空调管途安打扮，同时比较断开安打扮前后倾向盘、座椅导轨以及管途安打扮车身端的振动加快率，以此来剖断途途一对待车内振动的孝敬水准，测试结果睹表3。

由表3 中数据领会可得，断开空调管途安打扮后，各安打扮车身端振动均鲜明减小，但车内倾向盘和座椅导轨处振动无鲜明变动，因而能够剖断，空调管途不是空调压缩机振动转达至车内的紧要途途。针对途途二，正在断开空调各管途途途的本原上，正在图8 所示的地方将压缩机从装置支架下拆除，使得压缩机与电机差别，同时比较空调压缩机与电机差别前后倾向盘、座椅导轨、压缩机本体以及3 个动力总成悬置车身端的振动加快率，以此来剖断途途二对待车内振动的孝敬水准，测试结果睹表4。

领会表4 中数据可得，将空调压缩机与电机差别后，车内倾向盘和座椅导轨振动鲜明减小，同时监测到后悬置车身端振动鲜明减小，因而能够剖断，空调压缩机本体振动是由空调压缩机支架转达至电机，然后由动力总成悬置转达至车身，从而导致车内振动较大。因为压缩机与电机差别后，压缩机本体振动鲜明减小，因而必要对压缩机装置状况下的模态举办测试，以作进一步领会。

该纯电动汽车的空调压缩机通过其支架上的4个衬套装置于电机总成上。举办模态测试时，部署4个加快率传感器以响应压缩机集体轮廓，如图9 所示。过程模态识别与筛选，发掘空调压缩机存正在82.3 Hz 的沿Y 轴绕动模态（刚体模态），模态振型如图10 所示，此频率与压缩机正在5 000 r/min 作事时的驱策基频83.3 Hz迫近，两者耦合导致压缩机本体振动变大，从而导致转达至车内的振动较大。

通过以上振动特征的测试与领会，连接“驱策源-转达途途-领受者”模子，能够从减少驱策源基频驱策的角度来刷新车内振动，也能够从转达途途解耦的角度来彻底消弭共振。因为优化压缩机本体振动程度必要破费洪量的时辰和经济本钱，因而，从工程使用角度启程，同时为了遵命模态差别的避频法则，本文从转达途途解耦的角度来管理该共振题目。

针对空调压缩机正在2 300 r/min 时的拍振征象，须通过调治压缩机转速政策，加大压缩机与冷却电扇的转速差来避免拍振的爆发。为了使对应胀风机档位下（2、3 档）胀风机噪声照旧或许十足掩护压缩机的作事噪声，遴选将空调压缩机的作事转速由2 300 r/min下降至2 000 r/min。

针对空调压缩机正在5 000 r/min 时的共振耦合，可通过改动空调压缩机集体的装置模态来管理。单自正在度无阻尼自正在振动编制的固有频率计较公式为

能够看出，为了使压缩机的装置模态频率抬高到常用转速区间（1 500 r/min～5 000 r/min）以外，须抬高空调压缩机支架的装置衬套刚度。为了进一步确定衬套布局的优化倾向，将该支架运用的圆形衬套模子简化为两个不等半径圆形衬套的串联形状，如图11所示。

式中：K1和K2不同为两个串联圆形衬套的刚度，K为其串联后的总刚度，因而K小于K1以及K2。

由此可知，可通过减小衬套尺寸来抬高其装置刚度，的确尺寸优化睹表5，其装置支架的布局变动如图12所示。

对优化支架衬套后的空调压缩机装置模态举办测试验证，发掘沿Y 轴绕动的模态频率由优化前的82.3 Hz抬高到125.6 Hz，模态振型如图13所示。

由表6 能够发掘，压缩机作事转速由2 300 r/min切换至2 000 r/min 后，对应的倾向盘振动幅值由0.049 g 减小至0.015 g；压缩机刚体模态提拔后，5 000 r/min 时的倾向盘振动幅值由0.178 g 减小至0.029 g，座椅导轨振动幅值由0.013 g 减小至0.006g，且其他各转速下的车内振动无鲜明变动，主观评判都正在可领受领域内。

（1）通过对开空调时驱策源的振动特征和转达途途举办领会，连接拍振机理以及模态领会方式，确认压缩机正在2 300 r/min 作事时车内振动较大是因为压缩机和冷却电扇拍振惹起；5 000 r/min 时车内振动较大是因为压缩机装置状况下的刚体模态与自己驱策频率耦合所导致。

（2）试验琢磨结果表白：对待纯电动汽车所运用的电动压缩机，自己举动驱策源，其驱策频率不单要避开其他挽救部件的转频，还必要充沛避开自己的各阶刚体模态。文中通过优化驱策频率和闭连模态的分散，有用管理了各转速下的共振耦合题目。

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