CN111207942A - 空调压缩机nvh台架测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了空调压缩机NVH台架测试系统，包括检测室和控制室，具有一个相邻墙体；设于相邻墙体下方的地沟，两端向检测室和控制室延伸；驱动电机固定于控制室地面，靠近地沟一端，外部覆盖第一隔音罩；控制台设置于控制室内，驱动电机一侧，通过控制电缆与驱动电机电性连接；压缩机安装机构固定于检测室地面，靠近地沟另一端；传动机构设置于地沟内，一端带传动于驱动电机，另一端带传动于压缩机，传动机构外部覆盖第二隔音罩；隔音盖板设置于地沟顶面、可活动地安装在控制室或检测室地面；空调连接机构设置于检测室和控制室内，一端与控制台连接，另一端与压缩机相连；转速传感器支撑机构设置于检测室内，通过信号电缆与控制台电性连接。
Description
技术领域
本发明涉及噪声测试技术领域，具体为空调压缩机NVH台架测试系统。
背景技术
随着生活水平提升，人们对汽车噪声控制的要求越来越高，汽车空调压缩机噪声是汽车主要噪声源之一，其噪声水平是汽车厂及零部件厂商关注重点，优秀的噪音水平可显著提升产品竞争力。准确测量汽车空调压缩机噪声水平成为汽车厂及配套压缩机零部件厂商的首要任务，是进一步改进优化噪声的先决条件。在整车上测试压缩机噪声，会受到发动机、空调箱、冷却模块等其他零部件噪声干扰和影响，同时工作状态不能控制，时间环境不同工况会有明显差异，很难稳定准确的测量压缩机自身的噪声水平。
空调压缩机在一般单品性能台架上，虽然能够精确控制压缩机吸、排气压力、过冷度、过热度等工作状态，也减少了发动机噪声干扰，但依然会受到电机、冷却风扇及其他机械设备噪声等周边环境噪声影响。为解决该问题，现有技术中已有相关专利方案进行部分改善：专利申请号：CN201610261429.5发明名称：汽车空调压缩机噪声测试试验台，该试验台虽然能在一定程度上改善压缩机测试时所受到的干扰影响，但是外界的噪声振动还是会通过结构传递到舱内干扰测试结果，随着近年来各厂家对压缩机噪声的重视，压缩机零部件产品噪声已得到一定改善，不同产品之间噪声水平差异较小，为了更精确测量其振动噪声水平，实现不同压缩机振动噪声对比及改善提升，现有的测试台或测试装置都无法满足更精确的测试需要。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供空调压缩机NVH台架测试系统，能够为空调压缩机噪声检测提供一个更精确的测试条件，通过对压缩机噪声水平进行对比分析，进一步改善压缩机噪声，满足高标准振动噪声测试要求。
本发明所述的空调压缩机NVH台架测试系统，包括：
检测室和控制室，由墙体组合形成，所述检测室和控制室相邻，具有一个相邻墙体；地沟，设置于相邻墙体下方，所述地沟两端分别向检测室和控制室延伸并贯通；驱动电机，固定于控制室地面，靠近地沟一端，所述驱动电机外部覆盖有第一隔音罩；控制台，设置于控制室内，驱动电机一侧，通过控制电缆与驱动电机电性连接，用于控制电机转速及空调系统的工况参数；压缩机安装机构，固定于检测室地面，靠近地沟另一端，用于固定安装压缩机；传动机构，设置于地沟内，传动机构的一端带传动于驱动电机，另一端带传动于压缩机，用于将驱动电机的动力传递至压缩机，所述传动机构外部覆盖有第二隔音罩，所述第二隔音罩内设有吸音棉垫，所述吸音棉垫铺设于地沟地面；隔音盖板，设置于地沟顶面、可活动地安装在控制室或检测室地面，用于隔断控制室和地沟内的噪声进入检测室以及进入地沟维修；空调连接机构，设置于检测室和控制室内，一端与控制台连接，另一端与压缩机相连，形成空调压缩机进排气的检测回路；转速传感器支撑机构，设置于检测室内、压缩机传动轮对面，通过信号电缆与控制台电性连接，用于采集压缩机转速信号并传递至控制台进行控制；所述相邻墙体上设置有多个管线孔洞，用于信号线缆、空调连接机构穿过；所述隔音盖板与地沟墙体内壁之间设有供带传动穿过的通道。
进一步的，所述传动机构包括多个传动轴，相邻传动轴之间通过柔性联轴器连接，每个传动轴由两个支撑座支撑，支撑座底部设有阻尼减振垫，通过阻尼减振垫固定于地沟地面，位于相邻墙体下方的传动轴穿过相邻墙体，相邻墙体和传动轴之间设有柔性轴封，远离相邻墙体的左、右两侧的传动轴轴端固定连接有传动轮，左侧的传动轮通过带传动与压缩机传动轮相连，右侧的传动轮通过带传动与驱动电机相连，所述传动轮置于第二隔音罩外，所述驱动电机下方还设有阻尼减振垫，驱动电机通过阻尼减振垫安装于控制室地面，驱动电机靠近地沟一端设有驱动轮，与传动机构右侧的传动轮带传动连接。
进一步的，所述柔性轴封呈圆环型，内圈与传动轴间隙配合，采用润滑油脂润滑，外圈与相邻墙体固定连接，空隙部分由密封材料密封，柔性轴封采用硅酮橡胶、氟化橡胶、聚四氟乙烯树脂的一种或几种材料组合制作形成。
进一步的，所述控制台内包括高低压电源、电机驱动变频器、PLC控制面板、空调冷凝器、蒸发器、信号采集器和温度表、压力表，所述电机驱动变频器与控制电缆电性连接。
进一步的，所述压缩机安装机构包括由上至下依次固定连接的安装支架、基座和阻尼减振垫，阻尼减振垫通过螺栓固定于检测室地面。
进一步的，所述空调连接机构包括空调吸气管和空调排气管，空调吸气管两端分别与压缩机吸气口和控制台内的蒸发器连接，空调排气管两端分别于压缩机排气口和控制台内的冷凝器连接。
进一步的，所述转速传感器支撑机构包括支撑架和固定安装在支撑架上的转速传感器，所述信号电缆两端分别与转速传感器和控制台相连。
进一步的，所述隔音盖板包括金属板和固定于金属板上的减振隔音垫，所述减振隔音垫朝向地沟一侧，金属板厚度5mm以上，减振隔音垫由发泡塑胶及吸隔音毛毡组成。
进一步的，所述第一隔音罩和第二隔音罩均包括金属板和固定于金属板内表面的减振隔音垫，金属板厚度2mm-3mm，所述第一隔音罩上设有供控制线缆穿过的孔洞，所述第二隔音罩的侧板上设有供传动轴穿过的通孔，所述金属板通过冲压、剪裁、焊接的其中一种或多种拼接方式形成。
进一步的，所述检测室的墙体内壁铺设有用于声衰减的消声结构，检测室的背景噪声为20dB(A)以下，截止频率为100Hz以下。
本发明的有益效果：
1、本发明通过设计两个工作室：检测室和控制室，将控制台、驱动电机与压缩机安装机构布置在不同的工作室，并在检测室和控制室相邻墙体下方设置地沟，将传动机构布置在地沟内，同时在控制室与地沟之间以及地沟与检测室之间增设隔音盖板，减少了驱动电机的噪声和振动干扰以及传动机构转动所带来的额外噪声对检测室声场的干扰，使噪声测试更便捷、准确；
2、本发明传动机构采用多轴传动方式，并联合采用柔性联轴器、带阻尼减振垫的支撑座支撑方式，显著降低了传动轴的加工难度、安装难度(同轴度、垂直度等形位公差精度要求极大的降低)，同时设置第一隔音罩阻隔驱动电机振动噪声通过传动机构影响检测室的传递路径；
3、本发明在传动轴与相邻墙体之间设置柔性轴封，在相邻墙体的管线孔洞内填充阻尼密封材料填补空隙，实现控制室与检测室密封隔离，减小控制室噪声通过孔洞传递到检测室；
4、综合运用隔音罩、吸音棉垫、隔音盖板等吸隔音措施，实现振动噪声在传递过程中衰减，进一步减小控制室内驱动电机设备的振动噪声对检测室影响。
5、集成功能完善的控制台，实现压缩机工况的稳定精确控制，检测室墙体内壁铺设消声结构营造稳定的声学环境，实现声学测量的稳定准确，综合构建的压缩机NVH台架测试系统，可满足压缩机NVH精确测量要求，具有测试数据稳定可靠、复测一致性好等优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
附图中：
1-检测室，2-控制室，3-墙体，301-相邻墙体，4-地沟，5-驱动电机，6-第一隔音罩，7-控制台，8-控制电缆，9-压缩机，10-安装之间，11-基座，12-阻尼减振垫，13-传动轴，14-柔性联轴器，15-支撑座，16-柔性油封，17-传动轮，18-第二隔音罩，19-驱动轮，20-吸音棉垫，21-隔音盖板，22-空调吸气管，23-空调排气管，24-支撑架，25-转速传感器，26-信号电缆，27-通道，28-消声结构，29-皮带。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
如图1所示的空调压缩机NVH台架测试系统，包括检测室1和控制室2，由墙体3组合形成，所述检测室1和控制室2相邻，具有一个相邻墙体301；设置于相邻墙体301下方的地沟4，所述地沟4两端分别向检测室1和控制室2延伸并贯通；
驱动电机5，固定于控制室2地面，靠近地沟4一端，驱动电机5外部覆盖有第一隔音罩6，驱动电机下方设有阻尼减振垫12，通过阻尼减振垫12安装于控制室2地面，驱动电机5靠近地沟4一端设有驱动轮19；
控制台7，设置于控制室2内，驱动电机5一侧，通过控制电缆8与驱动电机5电性连接，控制台25由高压电源、低压电源、电机驱动变频器、PLC控制面板、空调冷凝器、蒸发器、膨胀阀、截止阀、节流阀、系统配管、冷媒真空泵、信号采集器(温度传感器、压力传感器)、温度表、压力表等组成，具备精确控制电机转速及空调系统压力、过冷度、过热度等工况参数能力，在本实施例中，电机驱动变频器与控制电缆8电性连接。
压缩机安装机构，固定于检测室1地面，靠近地沟4另一端，包括由上至下依次固定连接的安装支架10、基座11和阻尼减振垫12，压缩机9通过螺栓与安装支架10相连，安装支架10通过螺栓与基座11相连，基座11通过螺栓与阻尼减振垫12相连，阻尼减振垫12通过螺栓固定于检测室1地面中心位置；
传动机构，设置于地沟4内，传动机构的一端通过皮带29传动于驱动电机5，另一端通过皮带29传动于压缩机9，将驱动电机5的动力传递至压缩机9，传动机构外部覆盖有第二隔音罩18，第二隔音罩18内设有吸音棉垫20，吸音棉垫20铺设于地沟4地面；所述传动机构包括多个传动轴13，相邻传动轴13之间通过柔性联轴器14连接，每个传动轴13由两个支撑座15支撑，支撑座15底部设有阻尼减振垫12，通过阻尼减振垫12固定于地沟4地面，位于相邻墙体301下方的传动轴13穿过相邻墙体301，相邻墙体301和传动轴13之间设有柔性轴封16，远离相邻墙体301的左、右两侧的传动轴13轴端固定连接有传动轮17，左侧的传动轮17通过皮带29传动与压缩机传动轮相连，右侧的传动轮17通过皮带29与驱动电机5的驱动轮19相连，传动轮17置于第二隔音罩18外；本实施例中，柔性轴封16呈圆环型，内圈与传动轴13间隙配合，采用耐高温润滑油脂润滑，外圈与相邻墙体301固定连接，空隙部分用密封材料密封，柔性轴封16一般采用硅酮橡胶、氟化橡胶、聚四氟乙烯树脂等材料制作形成；本实施例中的支撑座15由支撑座体和轴承组成，轴承外圈与支撑座体过盈配合，轴承内圈与传动轴13过盈配合，本实施例中，传动机构采用三个传动轴13，实际使用中可以根据动力传递距离调整传动轴13数量，传动轮17与传动轴13之间过盈配合，并采用平键、花键等键连接方式配合卡簧连接。
隔音盖板21，设置于地沟4顶面、可活动地安装在控制室2或检测室1地面，安装后其外表面与检测室1或控制室2地面齐平并可方便打开进入地沟4，用于隔断控制室2和地沟4内的噪声进入检测室1以及进入地沟维修，其由金属面板、减振隔音垫组成，减振隔音垫，金属面板一般为经防腐处理的钢板，厚度在5mm以上，具有较高的承重能力，减振隔音垫一般由发泡塑胶及吸隔音毛毡组成；吸隔音毛毡一般由常见的纤维类吸音材料制作而成，如隔音棉，矿渣棉，玻璃丝，岩棉等，具有防火、耐老化等特点；减振隔音垫通过环保胶水粘连于金属面板朝向地沟4一侧。
所述第一隔音罩6和第二隔音罩18的材料与隔音盖板21的材料相似，均包括金属板和固定于金属板内表面的减振隔音垫，但隔音罩承重能力要求较低，金属板为经防腐处理的厚度2mm-3mm的钢板，所述第一隔音罩6上设有供控制线缆8穿过的孔洞，所述第二隔音罩18的侧板上设有供传动轴13穿过的通孔，金属板通过冲压、剪裁、焊接等方式，拼接成隔音罩需要的尺寸及形状，减振隔音垫层通过环保胶水粘连于金属面板朝向地沟4一侧。
空调连接机构，设置于检测室1和控制室2内，一端与控制台7连接，另一端与压缩机9相连，空调连接机构包括空调吸气管22和空调排气管23，空调吸气管22两端分别与压缩机吸气口和控制台7内的蒸发器连接，空调排气管23两端分别于压缩机排气口和控制台7内的冷凝器连接，形成空调压缩机进排气的检测回路。
转速传感器支撑机构，设置于检测室1内、压缩机传动轮对面，包括支撑架24和固定安装在支撑架上的转速传感器25，通过信号电缆26与控制台7电性连接，信号电缆26两端分别与转速传感器25和控制台7相连，用于采集压缩机转速信号并传递至控制台进行控制；
本实施例中，相邻墙体301上设置有多个管线孔洞，用于信号线缆26、空调吸气管22、空调排气管23及其他线缆的连接，管线孔洞均采用阻尼密封材料添补空隙，以保证检测室1满足高标准的声学环境要求；隔音盖板21与地沟4墙体内壁之间设有供皮带29传动穿过的通道27。
为满足检测室1的背景噪声要求在20dB(A)以下，截止频率要求在100Hz以下，在检测室1的墙体内壁铺设有用于声衰减的消声结构28，消声结构28常用平板消声结构和尖劈消声结构，在周边环境振动噪声大的情况下，可采取增厚墙体或双层墙体，地基铺设隔振阻尼层等措施来保证检测室1达到要求的声学环境。
本实施例中的检测室、控制室还设置有照明设备、温控设备、监控设备、预警设备(有毒有害气体探测、烟雾火清探测等)等辅助设备设施，以实现良好的照明条件、稳定的温度湿度环境，并实现实验过程监测、有毒有害气体及烟雾火情预警保护。
在压缩机NVH测试实例中，根据实际需要还应包括NVH采集分析设备，如电脑(含采集分析软件)、数据采集前端、各类采集传感器(声音传感器、振动传感器、脉动传感器、力传感器等)、数据线束及辅助安装支架、工装等，这些采集分析设备是压缩机NVH台架测试必备物品，并根据测试目的和要求而变化。
本发明的空调压缩机NVH台架测试过程：
首先固定压缩机9，连接空调吸气管22、空调排气管23，完成制冷剂加注准备工作；其次，根据实验测试标准要求，在压缩机周边布置好NVH传感器(声音传感器、振动传感器、脉动传感器等)，并通过数据线束与控制室的数据采集前端相连，数据采集前端与电脑(含采集分析软件)相连；接着，在控制台7上输入预设工况参数如转速、吸气压力、排气压力、过冷度、过热度等，启动设备让系统运转，控制台根据输入的预设转速通过控制电缆8驱动电机5运转，驱动电机5通过带传动驱动检测室内的压缩机运转，转速传感器25采集转速信号通过信号电缆26反馈给控制台7进行转速校准直至达到预设转速并持续运转，同时，控制台根据输入的预设吸气压力、排气压力、过冷度、过热度等数据，通过控制台各温度、压力传感器反馈的数据调整冷凝器、蒸发器、膨胀阀、节流阀等控制单元，实现工况调整直至达到预设的吸气压力、排气压力、过冷度、过热度并维持稳定运行；最后，当整个空调系统稳定工作在所有预设工况后，操控电脑NVH采集分析软件采集压缩机声音、振动、脉动等数据并进行分析，即可得到该压缩机在该标准工况下的精确声音、振动、脉动等NVH数据，为后一步与其他压缩机进行NVH对比及改善提供依据。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.空调压缩机NVH台架测试系统，其特征在于：包括：
检测室和控制室，由墙体组合形成，所述检测室和控制室相邻，具有一个相邻墙体；
地沟，设置于相邻墙体下方，所述地沟两端分别向检测室和控制室延伸并贯通；
驱动电机，固定于控制室地面，靠近地沟一端，所述驱动电机外部覆盖有第一隔音罩；
控制台，设置于控制室内，驱动电机一侧，通过控制电缆与驱动电机电性连接，用于控制电机转速及空调系统的工况参数；
压缩机安装机构，固定于检测室地面，靠近地沟另一端，用于固定安装压缩机；
传动机构，设置于地沟内，传动机构的一端带传动于驱动电机，另一端带传动于压缩机，用于将驱动电机的动力传递至压缩机，所述传动机构外部覆盖有第二隔音罩，所述第二隔音罩内设有吸音棉垫，所述吸音棉垫铺设于地沟地面；
隔音盖板，设置于地沟顶面、可活动地安装在控制室或检测室地面，用于隔断控制室和地沟内的噪声进入检测室以及进入地沟维修；
空调连接机构，设置于检测室和控制室内，一端与控制台连接，另一端与压缩机相连，形成空调压缩机进排气的检测回路；
转速传感器支撑机构，设置于检测室内、压缩机传动轮对面，通过信号电缆与控制台电性连接，用于采集压缩机转速信号并传递至控制台进行控制；
所述相邻墙体上设置有多个管线孔洞，用于信号线缆、空调连接机构穿过；
所述隔音盖板与地沟墙体内壁之间设有供带传动穿过的通道。
2.根据权利要求1所述的空调压缩机NVH台架测试系统，其特征在于：所述传动机构包括多个传动轴，相邻传动轴之间通过柔性联轴器连接，每个传动轴由两个支撑座支撑，支撑座底部设有阻尼减振垫，通过阻尼减振垫固定于地沟地面，位于相邻墙体下方的传动轴穿过相邻墙体，相邻墙体和传动轴之间设有柔性轴封，远离相邻墙体的左、右两侧的传动轴轴端固定连接有传动轮，左侧的传动轮通过带传动与压缩机传动轮相连，右侧的传动轮通过带传动与驱动电机相连，所述传动轮置于第二隔音罩外，所述驱动电机下方还设有阻尼减振垫，驱动电机通过阻尼减振垫安装于控制室地面，驱动电机靠近地沟一端设有驱动轮，与传动机构右侧的传动轮带传动连接。
3.根据权利要求2所述的空调压缩机NVH台架测试系统，其特征在于：所述柔性轴封呈圆环型，内圈与传动轴间隙配合，采用润滑油脂润滑，外圈与相邻墙体固定连接，空隙部分由密封材料密封，柔性轴封采用硅酮橡胶、氟化橡胶、聚四氟乙烯树脂的一种或几种材料组合制作形成。
4.根据权利要求1所述的空调压缩机NVH台架测试系统，其特征在于：所述控制台内包括高低压电源、电机驱动变频器、PLC控制面板、空调冷凝器、蒸发器、信号采集器和温度表、压力表，所述电机驱动变频器与控制电缆电性连接。
5.根据权利要求1所述的空调压缩机NVH台架测试系统，其特征在于：所述压缩机安装机构包括由上至下依次固定连接的安装支架、基座和阻尼减振垫，阻尼减振垫通过螺栓固定于检测室地面。
6.根据权利要求4所述的空调压缩机NVH台架测试系统，其特征在于：所述空调连接机构包括空调吸气管和空调排气管，空调吸气管两端分别与压缩机吸气口和控制台内的蒸发器连接，空调排气管两端分别与压缩机排气口和控制台内的冷凝器连接。
7.根据权利要求1所述的空调压缩机NVH台架测试系统，其特征在于：所述转速传感器支撑机构包括支撑架和固定安装在支撑架上的转速传感器，所述信号电缆两端分别与转速传感器和控制台相连。
8.根据权利要求1所述的空调压缩机NVH台架测试系统，其特征在于：所述隔音盖板包括金属板和固定于金属板上的减振隔音垫，所述减振隔音垫朝向地沟一侧，金属板厚度5mm以上，减振隔音垫由发泡塑胶及吸隔音毛毡组成。
9.根据权利要求2所述的空调压缩机NVH台架测试系统，其特征在于：所述第一隔音罩和第二隔音罩均包括金属板和固定于金属板内表面的减振隔音垫，金属板厚度2mm-3mm，所述第一隔音罩上设有供控制线缆穿过的孔洞，所述第二隔音罩的侧板上设有供传动轴穿过的通孔，所述金属板通过冲压、剪裁、焊接的其中一种或多种拼接方式形成。
10.根据权利要求1所述的空调压缩机NVH台架测试系统，其特征在于：所述检测室的墙体内壁铺设有用于声衰减的消声结构，检测室的背景噪声为20dB(A)以下，截止频率为100Hz以下。
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