CN110630499B - 一种判定旋叶式压缩机是否引起异响的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种判定旋叶式压缩机是否引起异响的方法。包括：S1、采集异响现场信息，并录制异响压缩机的噪音音频、无异响压缩机的噪音音频；S2、进行异响再现试验，包括：S2.1、准备试验所需的设备仪器、试样；S2.2、将异响压缩机和无异响压缩机分别在压缩机工况测试台架上进行异响再现试验，试验工况根据采集的异响现场信息进行设定，通过麦克风传感器采集试验噪音，通过噪音分析仪对试验噪音进行解析；S2.3、对录制的异响压缩机的噪音音频、无异响压缩机的噪音音频进行解析；S2.4、根据步骤S2.2、步骤S2.3的解析结果，确定异响问题范围，并据此确定异响压缩机的判定标准范围。

Description

一种判定旋叶式压缩机是否引起异响的方法

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别是涉及一种判定旋叶式压缩机是否引起异响的方法。

背景技术

旋叶式压缩机的构型是通过五叶片的转子与椭圆形缸体型线及前后端板形成闭合的压缩汽车空调冷媒而工作的腔体，由外部驱动带轮按一定的旋转转速带动压缩机转轴进行周期性的压缩做功的汽车零部件产品。

压缩机缸体内表面振纹引起异响的产生，是由缸体内表面机械精加工过程形成的凹凸不平的加工纹路引起的，通常在部件加工时，由加工刀具作用在缸体壁上的加工走形质量引起偏差，在旋叶式压缩机压缩做功时，压缩机转子叶片槽内的叶片受离心力和背压力作用伸出或缩回，同时叶片的一端圆弧面会沿缸体内壁贴合碰撞接触缸体内部并持续旋转摩擦缸体内壁进行旋叶式压缩机的循环压缩工作，由此产生出异常振动噪音，通过压缩机壳体向外辐射，造成消费者听感抱怨。

针对旋叶式压缩机产品在加工制造过程中出现的缸体圆周内表面的振纹超差问题引发的压缩机运行高频异响现象(异响频率集中在5000～12000Hz区间)，造成产品终端质量问题。主要有以下几点问题：

1)旋叶式压缩机缸体振纹的形式呈现不规则曲线，纹路明暗不均，出现异响现象一律在客户的现场，由客户主观听感抱怨反馈得到，产品发货前判断异响难度大。

2)此问题在产品故障模式里目前没有现成的异响检验依据和标准。经查阅资料，目前国内专利中涉及旋叶式汽车压缩机的此类异响的判定方法处于空白。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种判定旋叶式压缩机是否引起异响的方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种判定旋叶式压缩机是否引起异响的方法，包括以下步骤：

S1、采集异响现场信息，并录制异响压缩机的噪音音频、无异响压缩机的噪音音频；

S2、进行异响再现试验

S2.1、准备试验所需的设备仪器、试样，设备仪器包括设有压缩机工况测试台架的消声室、噪音分析仪、麦克风传感器，噪音分析仪与麦克风传感器连接，试样包括多台异响压缩机、多台无异响压缩机；

S2.2、将异响压缩机和无异响压缩机分别在压缩机工况测试台架上进行异响再现试验，试验工况根据采集的异响现场信息进行设定，通过麦克风传感器采集试验噪音，通过噪音分析仪对试验噪音进行解析；

S2.3、对录制的异响压缩机的噪音音频、无异响压缩机的噪音音频进行解析；

S2.4、根据步骤S2.2、步骤S2.3的解析结果，确定异响问题范围，并据此确定异响压缩机的判定标准范围。

优选地，所述异响现场信息包括：压缩机运转转速范围、压缩机运转工作高低侧压力范围、异响听感、压缩机离合器供电电源电压值。

优选地，S2.2中，麦克风传感器距离压缩机顶部中部位置50cm布置。

优选地，步骤S2.2、步骤S2.3中，解析方法为：

时域信号解析法，分析异响音频中声压随时间的关系，判断异响的时域特征，用于分析非稳态异响；

频域信号分析法，对异响音频进行FFT分析，将噪音频谱转化为频率域的噪音数据，解析异响的频率特征，用于分析稳态的异响；

数字滤波回放识别法，采用低通数字滤波、频率依次递增的方式回放异响音频，再由人耳识别，确定异响的大致频率区间范围，然后逐渐缩小回放频率范围，最后采用多组带阻滤波器滤波后回放异响音频，再进行人耳辨识，确定异响频率区间。

优选地，试样中的异响压缩机来自客户反馈后回收的压缩机。

优选地，压缩机为空调压缩机。

优选地，步骤S1中，对异响压缩机的噪音音频根据听感分类，还包括：

S2.5、对异响压缩机进行拆机，发现异常情况；

S2.6、经过制造部门对异响压缩机进行维修，消除拆机异常，再次进行异响再现试验，测量其高频异响是否消失或减弱，如果高频异响消失或减弱，则确认拆机异常与高频异响种类的关联影响；

S2.7、根据高频异响的种类迅速维修异响压缩机，并在制作过程中避免各种异常的发生。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

提升异响识别能力，更加规范化的排查异响问题，进而改善用户的体验，提升产品品质。

量产化(年产量百万级)的汽车零部件产品来说，消除异响，将提升产品在主机厂的产品竞争力，提高产品配套能力。

有通用性，有代表性，此方法反馈产品品质管控，有直接借鉴实效，提升生产品质。

附图说明

图1为旋叶式压缩机定速噪音频谱特征；

图2为异响和无异响的频谱；

图3为主观经验频谱区间范围设定；

图4为压缩机高频异响判别流程图。

具体实施方式

一种判定旋叶式压缩机是否引起异响的方法的实施例

一、异响现场信息收集

首先，在异响现场根据异响的发生位置、种类等，人工初步预判断异响是由压缩机发出，还是由车辆及环境因素导致，如果由压缩机发出，则初步判定其为异响压缩机，再进行异响现场信息收集，异响现场信息包括：

1.压缩机运转转速范围(rpm)；

2.压缩运转工作高低侧压力范围，主要有：

吸气压力Ps(MPa)；

排气压力Pd(MPa)；

3：在异响现场录制异响音频

异响音频的录制要求：

a设备要求：

头戴式双耳麦克风，(频响20～20000Hz，动态范围120dB以上)；

b双耳麦克风录制位置要求：

---车外环境，监听位置右耳朝向前右车轮处录制或右耳朝向压缩机正上方50cm附近录制；

---车内环境，按照驾驶员标准坐立位置，驾驶员右耳处设置噪音测量点即可录制；

同时，录制无异响压缩机的噪音音频。

4.对异响音频进行听感描述(断续性异响，连续性异响，低频、高频、“轰轰”“吱吱”等)，以进行异响分类，便于后续将其对应不同的异响原因。

5.压缩机离合器供电电源电压值(VDC)；

6.其他(包括各种线路等)。

二、异响再现试验设计试验

根据现场采集的异响现场信息进行试验设计。

2.1准备再现设备仪器，包括：

2.1.1压缩机工况测试台架：

试验台架设备需具有压缩机运行压力、转速、离合器通断等控制功能。

2.1.2多通道噪音采集分析仪器：

仪器满足20通道以上的采集小电压信号能力，通道频响范围满足51.2kHz以上的能力；

2.1.3麦克风传感器：

性能满足频响20～20000Hz，动态范围120dB以上；

2.1.4半消声室：

该半消声室满足本底噪音小于等于20dBA，空转背景噪音需小于等于压缩机工作噪音的10dB以上，所属压缩机工况测试台架置于半消声室内。

2.1.5试验样品：

异响压缩机 5台以上；

无异响压缩机 5台以上；

2.1.6麦克风传感器位置条件，根据异响发生条件进行调整，优选为距离压缩机顶部的中部位置50cm布置。

2.2采集异响特征噪音频谱

2.2.1根据客户的反馈的异响的压缩机样本(要求5台以上)，安排异响压缩机和无异响压缩机试验台上进行异响再现试验，并按照采集的转速/工作压力条件等检测信息进行工况设定，试验过程中，采集、分析异响特征噪音。

2.2.2由录制的异响压缩机、无异响压缩机的噪音音频(采用车外环境录制的音频)解析结果，以及，对步骤2.2.1中采集的噪音数据进行数字滤波回放处理，最终判断异响问题范围(如频率范围、噪音幅值大小、工作参数结果判断)。

三、异响音频特征解析方法

3.1噪音检测的试验手段，加上噪音频谱解析技术，根据客户的主观听感判定结果，锁定问题转速运行噪音频率区间特征。

3.1.1依次采用以下3种方法：

a.时域信号解析法，通过异响声压级或声压随时间的关系，判断异响时域特征，主要用于断续异响，冲击异响等非稳态异响。通过异响发生的时间点，可以和压缩机内零部件功能开启时间对应起来，帮助判定是哪一个部件发生异响。

b.频域信号分析法，通过录制的异响音频数据的FFT分析，将音频数据转化为频率域的噪音数据，解析异响的频率特征，主要用于稳态的异响。通过频域可以反映透露出压缩机工作信息。

C.数字滤波回放识别法，将异响音频经低通数字滤波1000Hz/2000Hz/3000Hz…20000Hz依次递增的方式回放异响音频由人耳听感识别，确定异响大致区间范围，然后逐渐缩小回放频率范围，最后按照一定数量(通常设置3～5组)的带阻滤波器(带宽通常100Hz，方便人耳进行听感区分的形成)对异响音频进行人耳辨识，确定异响频率区间。因此异响是主观的感觉，因此，需要人耳识别确认其为异响。

四、人耳识别运用模糊化主观经验法确定无异响频谱曲线区间。

1)设计针对高频异响噪音的频谱采集分析需采用宽频率间隔进行频谱分析，优选为100Hz以上的频率间隔，频率检测分析范围覆盖至20kHz，根据频谱密集效果进行图像化限值区间范围设定。

2)根据提取1000rpm～3000rpm之间不同转速压力负荷下的噪音频谱和听感的差异结果，最后选择1～2个转速负荷工况下的频谱统计化的曲线结果作为方法识别的样本，如附图2异响和无异响的频谱，将10台以上无异响压缩机和多台高频异响压缩机的运转噪音频谱曲线进行统一量程下的重叠放置，通过训练技术人员判定模糊观察多样本下的频谱分布区间的趋势，如图1示：旋叶式压缩机定速噪音频谱特征。

训练观察原则：

---频谱峰值噪音区域观察，多以周期激励特性形成的噪音表现；

---背景噪音衰减趋势观察，多以结构激励形成的噪音衰减特点。

根据以上定性原则，区分背景噪音和峰值噪音的差别特点，并定性在频谱图上进行描点，将20～20000Hz区间的多个描点连接起来，形成设定出限值曲线区间，(如图3：主观经验频谱区间范围设定(手动描点设置))，该方法特点是能快速识别判断出异响频谱。

五、建立音频频谱特征判定标准

由无异响运行噪音频谱曲线运用以上创新方法在频谱上进行定量限值频谱幅值区间表征。最终形成稳定的判定标准范围，进而快速比对频谱限制区间，达到控制高频异响压缩机的生产过程质量控制的目的，满足客户的要求。

六、异响压缩机的维修、改善

6.1针对被测样本，开展拆机检查工作，检查压缩机缸体内表面加工的曲面形状，并对设计图纸的公差要求进行对比，发现振纹异常情况，拆机异常还包括：部件缺损、碰伤、误加工、装配质量不达标、磨损后公差超差等。

6.2经过制造部门对异响压缩机进行维修，消除拆机异常，再次试验测量判断异响频率噪音是否消失或减弱。

6.3由此确认拆机异常与高频异响的关联影响，并将噪音种类和发生异常的原因对应起来。

6.4根据噪音种类迅速维修异响压缩机，并在制作过程中尽量避免各种异常的产生。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种判定旋叶式压缩机是否引起异响的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集异响现场信息，并录制异响压缩机的噪音音频、无异响压缩机的噪音音频；

S2、进行异响再现试验

S2.1、准备试验所需的设备仪器、试样，设备仪器包括设有压缩机工况测试台架的消声室、噪音分析仪、麦克风传感器，噪音分析仪与麦克风传感器连接，试样包括多台异响压缩机、多台无异响压缩机；

S2.2、将异响压缩机和无异响压缩机分别在压缩机工况测试台架上进行异响再现试验，试验工况根据采集的异响现场信息进行设定，通过麦克风传感器采集试验噪音，通过噪音分析仪对试验噪音进行解析；

S2.3、对录制的异响压缩机的噪音音频、无异响压缩机的噪音音频进行解析；

S2.4、根据步骤S2.2、步骤S2.3的解析结果，确定异响问题范围，并据此确定异响压缩机的判定标准范围。

2.根据权利要求1所述的一种判定旋叶式压缩机是否引起异响的方法，其特征在于，所述异响现场信息包括：压缩机运转转速范围、压缩机运转工作高低侧压力范围、异响听感、压缩机离合器供电电源电压值。

3.根据权利要求1所述的一种判定旋叶式压缩机是否引起异响的方法，其特征在于，S2.2中，麦克风传感器距离压缩机顶部中部位置50cm布置。

4.根据权利要求1所述的一种判定旋叶式压缩机是否引起异响的方法，其特征在于，步骤S2.2、步骤S2.3中，解析方法为：

时域信号解析法，分析异响音频中声压随时间的关系，判断异响的时域特征，用于分析非稳态异响；

频域信号分析法，对异响音频进行FFT分析，将噪音频谱转化为频率域的噪音数据，解析异响的频率特征，用于分析稳态的异响；

数字滤波回放识别法，采用低通数字滤波、频率依次递增的方式回放异响音频，再由人耳识别，确定异响的大致频率区间范围，然后逐渐缩小回放频率范围，最后采用多组带阻滤波器滤波后回放异响音频，再进行人耳辨识，确定异响频率区间。

5.根据权利要求1所述的一种判定旋叶式压缩机是否引起异响的方法，其特征在于，试样中的异响压缩机来自客户反馈后回收的压缩机。

6.根据权利要求1所述的一种判定旋叶式压缩机是否引起异响的方法，其特征在于，压缩机为空调压缩机。

7.根据权利要求1所述的一种判定旋叶式压缩机是否引起异响的方法，其特征在于，步骤S1中，对异响压缩机的噪音音频根据听感分类，还包括：

S2.5、对异响压缩机进行拆机，发现异常情况；

S2.6、经过制造部门对异响压缩机进行维修，消除拆机异常，再次进行异响再现试验，测量其高频异响是否消失或减弱，如果高频异响消失或减弱，则确认拆机异常与高频异响种类的关联影响；

S2.7、根据高频异响的种类迅速维修异响压缩机，并在制作过程中避免各种异常的发生。

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