浅析汽车空调噪声来源、对人体的影响及其控制

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　　汽车空调噪音的来源

　　汽车室内噪声是汽车NVH 的主要内容。引起车内噪声的因素很多，主要有发动机噪声、进排气噪声、传动系噪声以及高速行驶时的风噪声等等;汽车空调系统在工作时也会产生非常明显的车内噪声，而且其产生的噪声相对容易被乘员辨识。空调系统压缩机、蒸发器、鼓风机及管路系统有轻微噪声是正常的，但是如果噪声过大或存在异响，就说明空调系统有故障，需要及时处理。

　　汽车空调产生的噪声：有车内外机器发生的噪声，如压缩机、冷凝器和风扇等产生的噪声，还有膨胀阀的动作声，制冷剂的流动声，电动机的电刷声，调速机构的传动声，以及从鼓风机、管路、格栅等通风系统产生的噪声。其中最大的噪声源则是通风系统。

　　风机噪声：在通风系统中，鼓风机是最大的噪声源。风机转速的变化造成气体压力的变化，气流从风机叶轮的压出、涡壳内产生的涡流、进风口气流的紊流等都是噪声源。特别是在进行气体循环时，风机把从空调器内吹出来的气流又通过进风口直接送回空调器，由于声音被辐射，致使进气噪声增大。

　　气流声：当空气流过空调器的通风管路时，经过内部的隔板、调节风门、格栅等障碍物所产生的声音，以及由于通风管路的扩大或缩小所造成的空气紊流而产生的声音，都是气流声。由于调节气流的风门结构种类繁多，通风管路复杂，所以极易产生气流声。

　　车内噪声标准：
　　  1、听力障碍界限允许值：80dB(A)。
　　  2、不舒适感允许值：60dB(A)。
　　  3、不妨碍乘员对话的允许值：45～50dB(A)。
　　  4、正常工作、操作允许值：35dB(A)。
　　  5、休息、睡眠允许值：30dB(A)。
　　  6、欣赏音乐允许值;20dB(A)。

　　车内噪声标准，对司机和乘客往住有不同的标准。对司机主要考虑上述的1～3项，对乘客一般1～6项均要控制，以保证乘客的舒适性。

　　汽车空调噪音对人体的影响

　　噪声对人体的影响，主要包括心理、生理两个方面。首先是人对噪声有厌恶情绪，人对噪声的主观心理感受是烦躁不安并引起一系列不良生理反应，继而造成不能安眠、血压升高，影响肠胃蠕动，妨碍消化与吸收功能特别是还可以引起各种神经关能症，这就影响、干扰了人们的学习、生活和工作。

　　由于汽车噪声是流动性的，影响范围大，干扰时间长，因而受影响的人员也多。

　　为创造良好的学习、工作和生活环境，尽量减少噪声的干扰和对人体健康的危害，必须对汽车的噪声进行检测和控制。

　　正常人耳在声波频率为1000 Hz时，能听到最小声压为2х10⁻⁵Pa，称为听阈声压;当声压为20Pa时，使人耳产生疼痛，称为痛阈声压。

　　计权网络有A、B、C三种。A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性，B计权声级是模拟55～85dD的中等强度噪声的频率特性，C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性。三者间主要差别是对噪声低频成分的衰减程度，A衰减最多，B较少，C最少。A计权声级特性曲线和人耳的听觉特性相接近。

　　如何控制汽车空调噪声

　　噪声的控制方法主要是控制噪声源，以及噪声的传输和扩散。

　　1. 选择低噪声的风机
　　风机的空气动力噪声大小与其转速、叶轮直径大小和外壳的结构、叶片倾角、叶片数和风机工作状态有关。为了降低风机噪声，—般离心风机叶轮圆周线速度不应高于18m/s，轴流风机圆周线速度不应高于20m/s，否则，空气动力噪声将明显提高。所以，在汽车空调系统中，应选用转速较低的离心风机。对风机还应考虑其结构的合理性和装配的精密性，以及风机良好的平衡性能，以减少机械振动噪声。为了避免碰击和振动，还应控制运动部件结合处的间隙，并尽可能采用噪声低的滑动轴承。在风机传动中，直联传动比联轴器传动的噪声小，V带传动噪声最大，另外，在风机安装时，应采用有效的隔振垫用以减振。

　　2. 降低风管内的空气阻力和改进风管结构
　　对一定的送风系统，风机转速愈小、风压愈低，则风机噪声也愈低;在保证车室换气量的条件下，总送风量不必选择过大，以利于降低风管内空气流速和减小风管空气流动阻力，风管内空气流动产生噪声，主要是由于边界层产生涡流及其涡流区的压力和流速的变化;另外，气流遇到障碍物和风管内表向粗糙也引起气流噪声。因此，风管内的空气流通不宜选择过大;对风管弯头、三通管接头、变截面过渡段、调节风门等应做成流线型、渐缩型或设置导流叶片，以减小气流阻力和避免引起气流的涡流。

　　3. 改进风管之间的连接结构
　　在通风系统的吸、排风口及空气分配器与风管之间应设置适当长度的喇叭管，而在空气分配器出风口尽可能增加出风格栅面积或装置导风叶片等，以减少空气动力噪声。由于风机的振动，当风速和风压变化时，会引起风管振动而产生噪声。为此，除了在风机进、出口设置减振软管外，在风管穿过车壁的部位也应以软管连接，并避免风管与车壁直接刚性接触，以减少风管振动传给车壁。

　　4. 利用吸声降低噪声
　　在空调鼓风机的进风口、空气分配器以及部分风管内粘贴吸声材料，可利用材料的吸声效果来降低噪声。吸声材料具有多孔性，它能把入射在其上的声能部分地吸收掉，以减少噪声对空调车室的干扰。当声波进入吸声材料孔隙时，即激发多孔材料孔隙中无数小孔内的空气分子和材料细小纤维的振动，由于摩擦和粘滞阻力，使相当一部分声能转化为热能而散失掉。所以吸声材料大都是疏松多孔的，如玻璃棉、泡沫塑料、矿碴棉、毛毡、石棉绒等。

　　来源：声振之家公众号节选自南方英特空调有限公司《汽车空调的噪音研究》PPT
　　作者：熊亮

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