CN102720707A - 一种汽车空调鼓风机总成 - Google Patents

Abstract

本发明一种汽车空调鼓风机总成，涉及汽车空调技术领域，包括电动机（6）、叶轮（7），叶轮（7）固定在电动机（6）芯轴上，其特征在于，还包括软性连接装置，所述软性连接装置包括连接罩（2）、减振垫块（3）和法兰盘（1），本发明汽车空调鼓风机总成，采用包括连接罩（2）、减振垫块（3）和法兰盘（1）的软性连接装置结构，设计新颖、科学、合理，挖掘了汽车空调降低振动和噪声的潜力，对共振峰的抑制能力强，对振动和噪声的吸收、隔离、阻尼等作用效果好，结构简单，安装方便，安全可靠。

Description

一种汽车空调鼓风机总成

技术领域

本发明涉及汽车空调技术领域，尤其涉及一种汽车空调鼓风机总成。

背景技术

随着我国经济的稳步增长，人们生活水平和消费水平不断提高，汽车的使用也越来越广泛，“有车一族” 越来越普遍，同时人们对汽车乘驾舒适性的要求也越来越高。汽车空调系统（Heating, Ventilation, Air-conditioning and Cooling-HVAC）不仅给驾驶员和乘客带来优越的舒适环境，同时也带来了工作效率和安全性的提高。因此，汽车空调系统的应用越来越广泛。然而，汽车空调系统运行中产生出噪声，其而且是汽车最主要的噪声源之一。由于汽车空调系统中的鼓风机一般是由电动机、叶轮组成，并且是采用硬性连接，鼓风机转动时带来的不平衡是不可避免的，这将导致鼓风机工作时产生振动和振动产生的噪声，这种振动和噪声对人们舒适度有明显的影响。汽车车内振动和噪声是一项重要的舒适性评价指标，人们对汽车空调系统振动和噪声作了大量的研究，千方百计采取各种措施降低汽车空调振动和噪声，使得汽车空调振动和噪声状况有了比较大的改善。在现有技术的基础上，进一步大幅降低汽车空调振动和噪声已并非易事。然而，哪怕是对汽车空调振动和噪声只有百分之一的减少，人们仍然在尽百分之百的努力。

发明内容

本发明的目的在于，针对汽车空调振动和噪声现状，提供一种汽车空调鼓风机总成，以进一步降低汽车空调振动和噪声。

本发明的目的是通过以下技术解决方案来实现的：

一种汽车空调鼓风机总成，包括电动机、叶轮，叶轮固定在电动机芯轴上，其特征在于，还包括软性连接装置，所述软性连接装置包括依次固定连接在一起的连接罩、减振垫块和法兰盘，连接罩呈桶形形状，设有支架，法兰盘呈菜盘形形状，设有凹槽，减振垫块采用橡胶或热塑性弹性体材质制成，所述支架定位于凹槽中，并通过固定连接于它们二者之间的减振垫块，固定连接于法兰盘凹槽中，电动机固定连接于连接罩上。

所述一种汽车空调鼓风机总成，其特征在于，连接罩设有支架及卡口，减振垫块设有卡槽和定位孔连接，法兰盘设有凹槽，凹槽中还设有定位柱，减振垫块通过卡槽 ，卡装在连接罩支架的卡口中，并通过定位孔与定位柱，定位于凹槽中，用套入垫圈的螺钉，以定位柱定位于定位孔中，加以固定。

所述的一种汽车空调鼓风机总成，其特征在于，连接罩设有支架，减振垫块设有卡槽和定位孔连接，法兰盘设有凹槽，凹槽中还设有定位柱，减振垫块固定镶在连接罩的支架上，并通过定位孔与定位柱定位，固定镶于法兰盘的凹槽中。

所述的一种汽车空调鼓风机总成，其特征在于，所述法兰盘设有减振槽孔，或/和连接罩设有设有减振槽孔，或/和减振垫块设有减振槽孔。

所述的一种汽车空调鼓风机总成，其特征在于，所述减振槽孔、减振槽孔、减振槽孔为封闭或不封闭结构。

所述的一种汽车空调鼓风机总成，其特征在于，所述连接罩至少设有个支架，法兰盘对应至少设有个凹槽和定位柱。

所述的一种汽车空调鼓风机总成，其特征在于，所述连接罩和法兰盘采用工程塑料材料。

所述的一种汽车空调鼓风机总成，其特征在于，所述连接罩和法兰盘采用不同种类的工程塑料材料。

本发明汽车空调鼓风机总成，采用包括连接罩、减振垫块和法兰盘的软性连接装置结构，挖掘了汽车空调降低振动和噪声的潜力，经过测试、实验和实际使用证明，设计新颖、科学、合理，对共振峰的抑制能力强，对振动和噪声的吸收、隔离、阻尼等作用效果好，结构简单，安装方便，安全可靠。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。本发明的目的、优点和特点，通过下面优先实施例的非限制性说明进行解释。

附图说明

图1为本发明爆炸示意图。

图2为本发明一种结构平面剖视示意图；

图3为本发明另一种结构平面剖视示意图；

图4为约束阻尼结构示意图；

附图中：1-法兰盘；1a-凹槽；1b-定位柱；1c-减振槽孔；2-连接罩；2a-支架；2b-卡口；2c-减振槽孔；3-减振垫块；3a-卡槽；3b-定位孔；3c-减振槽孔；4-垫圈；4a-定位柱；5-螺钉；6-电动机；7-叶轮；8-紧固圈；X-基本层；Y-约束层；Z-阻尼层。

具体实施方式

实施例一

本发明一种汽车空调鼓风机总成，如图1和图2所示，包括电动机6、叶轮7，叶轮7固定在电动机6芯轴上，并加装紧固圈8加以固定，本发明还包括软性连接装置，所述软性连接装置包括一次固定连接为一体的连接罩2、减振垫块3和法兰盘1，连接罩2设计成桶形形状，法兰盘1设计成菜盘形形状，使安装结构紧凑，减振垫块3采用橡胶或热塑性弹性体（Thermoplastic Elastomer-TPE）制成，如：热塑性聚烯烃弹性体 (TPE-O, TEO)、热塑性苯乙烯类弹性体 (TES, TPE-S)、聚氨酯类热塑性弹性体 (TPE-U, TPU)等热塑性弹性体材料，连接罩2和法兰盘1采用同一种类或不同种类的金属材料，或采用同一种类或不同种类的工程塑料（Engineering-plastics）制成，各个种类的工程塑料如聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚酯（PBT）及聚苯醚（PPO）等不同种类。连接罩2与与法兰盘1通过固定连接在它们二者之间减振垫块3固定连接，电动机6采用螺钉固定半罩于连接罩2中。所组成的鼓风机总成通过软性连接装置法兰盘1固定安装在空调壳架上。所述软性连接装置连接罩2通过减振垫块3，与法兰盘1的固定连接具体采用下述方式：连接罩2设有支架2a及卡口2b，减振垫块3设有卡槽3a和定位孔3b，法兰盘1设有凹槽1a，凹槽1a中还设有定位柱1b。减振垫块3通过卡槽3a ，在连接罩2支架2 a的卡口2b中卡装到位。连接罩2以所卡装的减振垫块3，定位装入法兰盘1的凹槽1a中，并进一步将减振垫块3的定位孔3b的一端，对套在法兰盘1的定位柱1b上定位，再用套入垫圈4孔的螺钉5，装入定位孔3b，同时将定位柱4a置于定位孔3b另一端中起辅助定位作用，拧入法兰盘1定位柱1b上的螺孔，拧紧螺钉5，将减振垫块3、连接罩2与法兰盘1加以固定。

鼓风机总成激励引起的噪声主要分为两类，辐射噪声和结构噪声，其中辐射噪声主要通过空气传递，结构噪声以机械振动弹性波的形式，沿固体连接构件路径传递，往往可以传播得很远，如不加以抑制，结构噪声还会通过构件表面的振动辐射，而再生空气辐射噪声，这种噪声更难加以解决。

电动机6是鼓风机的主要振动源。本实施例将电动机6固定在软性连接装置连接罩2上，连接罩2设有三、四个或以上的支架2a，在电动机连接罩2外周成均布或不均匀布置，通过减振垫块3定位固定在法兰盘1上的凹槽1a中，从而能使电动机3与鼓风机软性连接装置固定连接中，位置准确，载荷分布均匀，固定得更加稳当、牢靠，并且，本发明采用包括支架2a的构造形式配以所采用的橡胶材料减振垫块3的悬挂式结构，使软性连接装置有各个方向直移和转动一定的自由度，使电动机6运转中重心处的振动趋之于零，使不同方向的激振不再相互影响而复杂化，抵制激振力减少到一定程度，对减少振动极为有利。物体所具有固有频率属性，与尺度成反比，与刚度成正比，减振效率可以通过振动频率与固有频率的比值η衡量，所述比值η=振动频率／固有频率，当η=1时产生共振，而当振动频率大雨固有频率，当η>1且足够大时，则能较好地减弱振动的激振力。通过软性连接装置连接罩2、减振垫块3和法兰盘1结构形状的设计，以及材料的选用，从整体上明显降低了其固有频率，远离电动机6各种振动频率，所述比值η>3，不仅避免产生共振，同时，还使阻尼电动机6振动激振力的作用得以加强，减振效果将达到80%，也就是说仅有20%的激振振动在传播。从软性连接装置分解结构看，电动机6和连接罩2均与法兰盘1没有直接连接之处，减振垫块3固定连接在连接罩2的支架2a和法兰盘1之间，实现了三级层次串联的软性隔振连接，以隔离复杂变化的振动结构噪声传递：即从电动机6到连接罩2，从连接罩2到减振垫块3，从减振垫块3到法兰盘1的三级软性减振连接，每个连接层次又有明显个体不同特点的固有频率，逐级对电动机6产生振动阻尼作用，将振动能量转化为无序的热能而消耗掉。弹性体在正常情况下都有将各种振动减小到一定水平的阻尼特性，本实施例软性连接装置的各个构件，均采用弹性性材料，橡胶和热塑性弹性体材料的减振垫块3，具有极好的缓冲和吸振作用，塑料连接罩2、法兰盘1与减振垫块3结构、材料不同，可以缓冲和吸收不同频率的振动波。若塑料连接罩2与法兰盘1又采用不同类型的工程塑料，缓冲和吸收电动机6振动波的频带更宽泛。本发明设计的三级软性减振连接，属于多级的约束阻尼结构，比自由阻尼结构耗散更多的能量。其原理如图4所示，当与基本层X固定的阻尼层Z随基本层X一起产生振动，而使阻尼层Z产生变形时，由于固定在阻尼层另一侧约束层Y的弹性摸量不同于阻尼层Z的弹性摸量，因此这一弹性层将起到约束阻尼层Z的作用。由于阻尼层Z与振动的基本层X接触表面所产生的变形不同于与约束层Y接触的表面所产生的变形，从而在阻尼层Z材料内部产生剪切之类的附加变形。因此约束阻尼结构中，由于阻尼层Z承受了附加变形，它们都能起到耗能作用，约束阻尼结构耗散更多的能量。本发明三级软性减振连接装置，从电动机6连接软性连接装置，到固定在空调壳架上，则可以分解成多个约束阻尼结构，前级的阻尼层Z或约束层Y，可视为后级的基本层X或阻尼层Z。经过软性连接装置分级软性隔振连接，在水平、垂直和旋转方向阻尼、隔离振动，大大减少了由于鼓风机电动机6转子转动不平衡和叶轮7转动不平衡引起的振动、不平衡的电磁力使电动机6产生电磁振动以及其他振动及其噪声。

本发明和现有技术在其他条件相同的情况下，采用PULSE多分析仪，在鼓风机不同部位，进行各方向振动加速度测试对比，鼓风机在空载状态下测试结果如下表： 

本发明和现有技术在其他条件相同的情况下，采用PULSE多分析仪进行噪声测试对比，测试环境半消声室，环境噪音为20dB(A)，鼓风机在空载状态下，测试距麦克风1米处的噪声，结果如下表：

通过测试结果分析不难发现，单独鼓风机总成噪声较高，而鼓风机装配于汽车空调系统（HVAC）总成中，巧妙增加了连接层次（级数），结构上出现变化，即使在更高的工作电压情况下，而整体噪声却有降低。而本发明鼓风机总成软性连接装置，设置有更多的连接层次，精心设计连接结构，精心配置各连接层次的不同材料，出乎意料地使振动及噪声有更加明显的降低。

实施例二

本实施例与实施例一基本相似，不同之处如图3所示：软性连接装置连接罩2、减振垫块3以及法兰盘1的固定连接形式。本实施例减振垫块3固定镶在连接罩2的支架2 a上（二者过盈配合），并固定安装到位，再将镶在连接罩2支架2 a上减振垫块3固定镶在法兰盘1的凹槽1a中（二者过盈配合），并将减振垫块3的定位孔连接3b，套定在法兰盘1的定位柱1b上定位。

另外，本实施例不同之处是在法兰盘1、连接罩2以及减振垫块3，分别设置了减振槽孔1c、减振槽孔2c及减振槽孔3c等封闭（无对外开口）或不封闭（有对外开口）的槽孔，均能减少构件的刚度，降低其固有频率，并且，所述槽或/和孔也可以看作是亥姆霍兹共振器，合理布置所述槽孔，形成多个共振器的并联，以吸收不同频率的噪声，进一步增强缓冲和吸收振动及噪声的作用。

上述列举的实施例仅作为说明之例，并不是对本发明所作的限定。本发明还可以采用其它方式进行实施，，在此不一一冗述。但凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均属于本发明要求的保护范围。 

Claims (8)

1.一种汽车空调鼓风机总成，包括电动机（6）、叶轮（7），叶轮（7）固定在电动机（6）芯轴上，其特征在于，还包括软性连接装置，所述软性连接装置包括依次固定连接在一起的连接罩（2）、减振垫块（3）和法兰盘（1），连接罩（2）呈桶形形状，设有支架（2a），法兰盘（1）呈菜盘形形状，设有凹槽（1a），减振垫块（3）采用橡胶或热塑性弹性体材质制成，所述支架（2a）定位于凹槽（1a）中，并通过固定连接于它们二者之间的减振垫块（3），固定连接于法兰盘（1）凹槽（1a）中，电动机（6）固定连接于连接罩（2）上。

2.根据权利要求1所述一种汽车空调鼓风机总成，其特征在于，连接罩（2）设有支架（2a）及卡口（2b），减振垫块（3）设有卡槽（3a）和定位孔连接（3b），法兰盘（1）设有凹槽（1a），凹槽（1a）中还设有定位柱（1b），减振垫块（3）通过卡槽（3a） ，卡装在连接罩（2）支架（2a）的卡口（2b）中，并通过定位孔（3b）与定位柱（1b），定位于凹槽（1a）中，用套入垫圈（4）的螺钉（5），以定位柱（4a）定位于定位孔（3b）中，加以固定。

3.根据权利要求1所述的一种汽车空调鼓风机总成，其特征在于，连接罩（2）设有支架（2a），减振垫块（3）设有卡槽（3a）和定位孔连接（3b），法兰盘（1）设有凹槽（1a），凹槽（1a）中还设有定位柱（1b），减振垫块（3）固定镶在连接罩（2）的支架（2a）上，并通过定位孔（3b）与定位柱（1b）定位，固定镶于法兰盘（1）的凹槽（1a）中。

4.根据权利要求1所述的一种汽车空调鼓风机总成，其特征在于，所述法兰盘（1）设有减振槽孔（1c），或/和连接罩（2）设有设有减振槽孔（2c），或/和减振垫块（3）设有减振槽孔（3c）。

5.根据权利要求4所述的一种汽车空调鼓风机总成，其特征在于，所述减振槽孔（1c）、减振槽孔（2c）、减振槽孔（3c）为封闭或不封闭结构。

6.根据权利要求1所述的一种汽车空调鼓风机总成，其特征在于，所述连接罩（2）至少设有3个支架（2a），法兰盘（1）对应至少设有3个凹槽（1a）和定位柱（1b）。

7.根据权利要求1所述的一种汽车空调鼓风机总成，其特征在于，所述连接罩（2）和法兰盘（1）采用工程塑料材料。

8.根据权利要求1所述的一种汽车空调鼓风机总成，其特征在于，所述连接罩（2）和法兰盘（1）采用不同种类的工程塑料材料。

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