空調壓縮機的案例
新能源空調壓縮機軸承座成形工藝研究
新能源汽車是未來汽車發展的方向，作為汽車空調壓縮機的重要零部件——軸承座的合理設計和經濟制造，對確保壓縮機性能和降低成本具有十分重要的意義。在汽車空調壓縮機里，軸承座與高速運轉的轉軸和渦旋盤相互配合，在復雜應力狀態和高應力值之下，高速而長時間地工作，對其有很高的性能要求。傳統的重力鑄造生產效率較低，易產生氣孔、縮松等內部缺陷，隨著新能源汽車銷量日益增加，顯然已經不能滿足生產要求。本文采取以鍛代鑄的方法，用DEFORM-3D對新能源汽車空調壓縮機軸承座成形進行數值模擬，分析成形過程中金屬流動規律，提出了預鍛制坯，然后背壓力閉塞式模鍛終成形的鍛造工藝，不僅可以改善軸承座的機械性能，提高材料利用率，還能大大提高生產效率。
零件分析
結構分析
新能源汽車空調壓縮機軸承座的三維圖如圖1所示。可以看出軸承座具有表面形狀復雜、壁厚小（最薄處達到4mm）、內部階梯較多的特點。其成形過程中金屬流動性差，鍛造載荷陡增，坯料容易出現拉裂、折疊和充填困難等問題。
圖1 軸承座三維圖
一步成形
采用閉式模鍛的方法對原始坯料進行一次鍛壓成形。根據定位關系及體積不變原則，設置了兩種方案的坯料尺寸：方案一為φ80mm×18mm（高徑比為0.225）、方案二為φ94mm×13mm（高徑比0.138）。
在DEFORM-3D軟件中設置有限元前處理文件，其中坯料為自行建立的4032鋁合金模型，模具為剛性體，采用庫倫摩擦模型，根據生產條件設置摩擦因數為0.25，坯料和模具溫度分別為450℃和200℃，上模下行速度為5mm/s。
圖2所示為方案一和方案二的損傷值分布。可以看出，兩種方案下工件的損傷值均超過1，且集中分布在階梯處的外表面，這是由于此處壁薄、內腔深，且4032鋁合金塑性較差，在一次成形中易出現拉裂、折疊、載荷過高等問題。
展開 汽車空調壓縮機支架NVH性能分析
理論上，通過對壓縮機及支架利用CAE仿真分析可以有效避頻，但實際產品開發中由于發動機及周邊約束條件限制，壓縮機及支架有時很難完全做到結構避頻。可以通過空調管路的隔振，減振進一步提升NVH效果。
2 空調管路對壓縮機及支架的減振
壓縮機及支架經由幾條傳遞路徑傳至車身，一條壓縮機及支架→發動機懸置→車身→振動、噪聲，另一條，壓縮機及支架→管路固定點→車身→振動、噪聲，壓縮機及支架→管路→膨脹閥→HVAC→振動、噪聲。通過對傳遞路徑的分析可知，減弱壓縮機及支架振動的要素有，發動機懸置，空調管路的隔振，空調管路在傳遞路徑上的減振。針對上述問題，空調管路優化方案：
圖4 空調管路優化示意圖
如圖4所示，將接近膨脹閥入口處的空調硬管部分改成軟管部分，通過管路衰減壓縮機支架的振動傳遞。
圖5 更換空調管路前
圖6 更換空調管路后
通過空調管路優化，3200rpm 4階頻率降低明顯，經主觀評價滿足要求。
3 壓縮機-支架-壓縮機匹配優化
通過以上兩種措施基本解決了壓縮機及支架系統帶來的共振，但沒有從根源上解決。取消壓縮機支架可以從源頭上解決支架帶來的共振，另一方面，由于沒有單獨的壓縮機支架實現了降低成本的目的啊。無壓縮機支架設計示意圖7。
圖7 無壓縮機支架設計
如上圖所示，壓縮機通過三個固定點與發動機連接。點1，點2處使用定位銷設計，提升壓縮機在發動機上的裝配精度。其中，點1,2是原壓縮機支架固定點，點3是發動機下殼體通過優化設計增加的固定點，發動機下殼體采用鑄鋁設計。原設計采用沖壓鐵質油底殼。
圖8 壓縮機在發動機的安裝
在整車中開展 NVH測試，經測試壓縮機裝在整車中模態330Hz＞280Hz，滿足整車對壓縮機及支架系統模態要求。
在同一臺車型上，更換，優化前后部件，開展3檔全油門加速測試。
展開 基于拓撲優化的壓縮機支架輕量化分析
[5]孫強，陳昌瑞，杜士云.汽車空調壓縮機支架NVH性能分析[J].汽車實用技術，2017(18):167-169.
[6]劉邦雄，黃佳雯，劉林根，等.某車型空調壓縮機系統與發動機共振問題的優化[J].南方農機，2020，51(21):109-111.
[7]鄭燦.客車空調壓縮機支架模態分析的應用[J]. 汽車實用技術，2018(12):7-8+12.
[8]吳濤，孫強.空調壓縮機支架與發動機共振問題的優化[J]. 汽車實用技術，2015(10):48-49.
[9]羅春雷，李立成，姜永正，等.混凝土濕噴臺車臂架振動模態分析[J].井岡山大學學報(自然科學版)，2018，39(01):65-71.
文章來源：汽車科技
展開 變頻空調壓縮機電機的振動噪聲優化研究
張德金 江波 邱小華
廣東美芝制冷設備有限公司
摘要
Abstract
隨著人們對居住舒適性的要求，家用空調的噪聲水平成為了用戶購買空調的重要參考指標。作為空調的動力來源，壓縮機是空調噪聲的主要來源，但電機引起的噪聲振動缺乏有效的分析手段。通過推導電機電磁力的成因，采用Maxwell計算分析工具，仿真分析了電機的電磁力密度，并通過壓縮機噪聲頻譜驗證了力密度改善的有效性，驗證了所述振動噪聲的分析方法的正確性，為空調壓縮機的噪聲分析和改善提供有效的仿真計算方法。
大客車空調壓縮機懸置機構優化仿真
摘要
：改進大客車常用曲軸連桿式空調壓縮機懸置機構，基于與汽車動力總成懸置系統的相似性，考慮發動機振動和帶傳動對壓縮機振動影響，建立壓縮機總成—發動機集總參數模型。以系統能量解耦率為優化目標，系統固有頻率和懸置剛度約束作為約束條件，懸置的三向剛度值為設計變量進行優化設計。基于ADAMS建立壓縮機總成—發動機動力學模型，仿真結果表明懸置機構改進后壓縮機振動減弱，優化后懸置支反力、壓縮機質心縱向位移和繞轉動軸角加速度明顯下降，證明改進懸置機構和優化方法對壓縮機隔振的可行性和有效性。
關鍵詞
：振動與波；空調壓縮機；懸置機構；動力學仿真；大客車；解耦率
壓縮機是大客車空調系統核心部件，其中曲軸連桿式壓縮機由于制造技術成熟、結構簡單、對加工材料和加工工藝要求低、制冷量大等特點多應用在大型客車上[1]，如圖1所示。但其在工作過程中會有較大的振動，所以必須安裝有相應的懸置機構。
目前國內普遍采用如圖2 所示的懸置機構，壓縮機總成安裝在可繞支架芯軸轉動的底座上，減振彈簧吸收發動機振動、保持皮帶張緊[2-4]。由于減振機構無法吸收壓縮機自身產生的振動，且與車身剛性連接，振動直接傳遞至車身，極大降低大客車NVH性能和乘坐舒適性。
1 改進后的懸置機構
針對目前國內大客車壓縮機懸置機構無法降低、吸收壓縮機自身振動的缺點，對懸置機構作相應的改進。改進后的壓縮機懸置機構用橡膠塊替代支架芯軸機構，壓縮機總成通過橡膠塊和張緊彈簧柔性地和車身相連接，如圖3所示。
展開 變排量斜盤式汽車空調壓縮機的 在MSC.ADAMS中的動平衡仿真分析
摘 要：變排量斜盤式壓縮機的斜盤傾角會隨著汽車環境熱負荷的變化而在一定范圍變化，此外汽車行駛中發動機轉速也是變化的，這使得壓縮機的動不平衡量不斷地改變。因而壓縮機新產品的開發離不開數字樣機的仿真分析，本文利用MSC.ADAMS動力學仿真軟件建立了6Sxx變排量斜盤式汽車空調壓縮機的力學仿真模型，在理論分析的基礎上，仿真了6Sxx變排量壓縮機的動平衡特性，分析了在低、中、高不同主軸轉速下和多種斜盤擺角下的動不平衡量，并得出了一些規律性的結論，為產品開發提供了依據
ADAMS中的動平衡仿真分析.pdf
【NVH&聲學】純電動汽車常見噪聲振動問題現象描述及優化方法
空調壓縮機噪聲
空調壓縮機是給空調系統冷媒循環提供驅動力的裝置。當車內空調開啟時，空調壓縮機壓縮氣態冷媒為高溫液態，經冷凝器冷卻后通過膨脹閥氣化吸熱，降低蒸發器溫度，在鼓風機作用下為車內提供冷風。該樣車空調壓縮機為渦旋式電動壓縮機[3-4]，布置于驅動電機外側端蓋經懸置隔振。整車定置開啟空調工況，空調壓縮機轉速恒定為2500rpm，工作轉速較高且振動激勵較大，引起車內噪聲大及方向盤振動大。經測試主要貢獻階次為壓縮機基頻41.8Hz。（見表4和圖16優化前）。
整車定置車內空調壓縮機噪聲振動優化方向：
（1）優化控制面板，降低空調壓縮運行轉速；
（2）優化降低空調壓縮機單體運行振動噪聲；空調壓縮機控制面板優化[9]。
對整車空調壓縮機進行1000-3000rpm轉速掃頻測試分析，結果見圖13-14。空調壓縮機在2100rpm時與低速檔冷卻風扇2100rpm偶合，在2000rpm時與方向盤橫向和垂向模態分別為32.6Hz和33.5Hz偶合產生共振拍頻。故優化空調面板控制策略，壓縮機轉速根據車內溫度自適應調節1500-2000rpm，車內溫度穩定后工作轉速約1800rpm，避開了方向盤模態和冷卻風扇基頻。
對空調壓縮機單體進行2500rpm定轉速臺架測試分析，其近場噪聲及殼體振動相對較大，故而在空調壓縮機結構上進行優化[10]：
（1）高壓流道結構優化；
（2）電機轉子動平衡優化；
（3）電機PWM電流正弦波形優化。
展開 社招 | 美的工業技術發布全新戰略愿景
“今年我們完成了一億臺家用空調壓縮機，今年也開始生產第一臺汽車空調壓縮機、第一臺汽車主驅電機、第一片控制芯片。”伏擁軍堅信能夠在新賽道上取得較大成就，“25年前的第一臺，成就了今天的一億臺；今天的第一臺，將帶來新的一億臺。”
科技領先是美的集團“四大戰略主軸”的核心。
整車熱管理NVH概述
一、汽車熱管理簡介
傳統汽車熱管理包括暖通空調系統和冷卻系統，EV車熱管理包括制冷空調系統、電加熱系統、熱泵空調系統，HEV車型熱管理包括發動機冷卻、變速箱冷卻、電機冷卻、電池冷卻、CPU冷卻等。其中熱管理NVH重點關注的系統有空調系統（壓縮機、壓縮機進排氣管、高低壓管路、膨脹閥、鼓風機）、冷卻系統（冷卻風扇、電機水泵、PTC泵）。
二、熱管理的NVH需求
新能源汽車與純燃油汽車最大的區別在于采用不同驅動類型的壓縮機，新能源汽車采用電動壓縮機，而純燃油汽車則采用發動機帶動的機械式壓縮機，其它部件區別不大，新能源汽車空調系統主要采用電力驅動，為了提高性能，將電動機、變頻器與壓縮機組裝成一體，形成全封閉結構。
2.1 新能源壓縮機
新能源汽車電動壓縮機工作原理：動力電池向壓縮機變頻器供電，變頻器將直流電轉化為交流電，向三相永磁同步電機輸出交流電，三相永磁同步電機帶動渦旋式壓縮機運轉，將低壓氣體制冷劑壓縮成高壓氣。渦旋式壓縮機結構如下所示。由一個靜渦盤和一個動渦盤組成，兩個函數方程型線的動、靜渦盤相互咬合而成相互嚙合，相互錯開180°安裝。
渦旋式壓縮機工作原理如下所示。靜渦盤固定在外殼不動，電機偏心軸驅動動渦盤。動渦盤不作旋轉，而是作小范圍形位移，靜渦盤與動渦盤之間的相對位置不斷變化，壓縮制冷劑，形成高壓，從壓縮機輸出口排出。
2.2傳統車壓縮機
傳統燃油汽車一般使用機械式壓縮機，壓縮機由發動機提供動力。壓縮機與發動機用皮帶相連，發動機帶動壓縮機運轉。如圖所示。此類壓縮機具有結構簡單、生產和維修成本低、制冷量大等優點，缺點是需要發動機提供動力，降低了發動機的功率。
展開 手把手教你做小型除濕機的設計和壓縮機仿真分析！！
我們常用的家用小型除濕機，一般采用的是冷凍除濕原理，其本質就是一臺空調機組（我們家用空調也具有除濕模式），通過蒸發器盤管冷凝空氣中的小液滴，將空氣中的水析出來，達到除濕的目的。做小型家用除濕機的仿真，本質就是做制冷系統的仿真模擬。一般除濕機具有自己的國標工況（27℃/60%相對濕度），測試出來的除濕量就是銘牌數據了。
一、原理：
先了解下除濕機的原理：
上圖為一體式除濕機的示意圖，濕空氣先經過蒸發器盤管，降溫、除濕，析出來的水通過排水管排走；低溫空氣從蒸發器出來以后，進入到冷凝器盤管后升溫，從除濕機出來的就是干空氣了。我們從原理上可以，如果該一體式除濕機在密閉式空間，隨著時間的推進，房間內的空氣溫度會逐漸升高的，這是由于制冷系統內的制熱量會大于制冷量所決定的。
二、設計要點
小型家用除濕機裝置基本是按照家用空調去做設計的，其制冷系統可以參考以下的思路進行設計和模擬仿真：
制冷劑：通常采用R410A比較多。
壓縮機：與家用空調壓縮機基本相同，采用轉子式壓縮機，品牌主要可以采用海立轉子式壓縮機；可以根據樣本資料，輸入排量進行壓縮機的仿真。
冷凝器：采用翅片管式換熱器，Vapcyc軟件可以導入Coildesigner的換熱器模型進行仿真計算；
節流結構：目前小型家用除濕機采用毛細管和電子膨脹閥比較偏多。
蒸發器：采用翅片管式換熱器，Vapcyc軟件可以導入Coildesigner的換熱器模型進行仿真計算；需要注意的是，Vapcyc導入蒸發器模型的時候，需要考慮蒸發器的潛熱負荷，可以選用如下帶潛熱負荷的蒸發器模型：
管道模型：
一體式的除濕機管道都比較偏短，一般的仿真模型中我們可以不考慮管道的影響，如果是需要做系統的優化，建議考慮增加吸氣、排氣、液管的管道模型。
展開 漲知識 | 壓縮機變頻是什么原理？
交流異步電動機都滿足以上這個公式：
變頻的原理就是改變壓縮機的供電頻率(f)：在p與s不變的情況下，壓縮機運轉速度就會隨著頻率的變化而變化（其實f和s同時都在改變)。
3、變頻空調與定速空調的區別
壓縮機不同：
定速空調器的壓縮機運行頻率不可變。
變頻空調器的壓縮機運行頻率可以變化。
一定工況下，制冷量與制冷劑質量流量成正比：
式中，制冷量q，制冷劑單位質量制冷量m ，制冷劑質量流量：
一定工況下，制冷劑質量流量與壓縮機轉速成正比例函數關系：
式中，f 制冷劑質量流量與壓縮機轉速的函數關系，N一壓縮機轉速：
綜合上兩式，就可以通過調節壓縮機轉速實現空調制冷量的調節，這正是直流或交流變頻空調變頻能量調節的原理。
控制器不同：
變頻空調器的控制器遠比定速空調器復雜。
輸出能力不同：
在一個工況下定速機只有一個能力輸出。
變頻機的輸出能力是一個范圍。
舒適性不同：
變頻空調器的舒適性比定速空調器的好。
可以快速制冷或制熱。
溫度波動小。
變頻空調更節能：
從長期運行來說，變頻空調器會比普通空調器節約電量
展開 
基于拓撲優化的支架集成化設計
基于拓撲優化的支架集成化設計
摘?要：受質量要求及布置空間限制，多個零部件安裝支架集成化設計成為輕量化設計的主流設計思路，本文以空調壓縮機、發電機及皮帶自動漲緊輪支架為例，進行拓撲優化；通過對優化方案進行校核，證明該方法可行性高。該方法避免了傳統設計的單純依賴設計經驗或模仿競品柴油機結構的盲目性，可用于指導正向設計。
關鍵詞：拓撲優化；應力約束
前言
案例拓撲優化共進行兩輪計算，主要為獲取材料分布估計以及根據實際受力進行低應力區材料取舍，計算流程如圖：
1.設計邊界
建立三維模型，確定空調壓縮機、發電機和皮帶自動漲緊輪的相對位置，設置優化區域為500mmX450mmX100mm的實體，如下圖：
2.增加設計三要素，添加設計許用約束邊界，進行拓撲優化，優化結果見圖：
根據第1輪優化結果添加受力邊界，如皮帶拉力，繼續進行第2輪受力校核，優化結果如圖，去除如圖 顯示的低應力區材料。
3.對第二輪結果進行仿真校核對，滿足設計要求。
4.模型展示：
該方法避免了傳統設計的單純依賴設計經驗或模仿競品柴油機結構的盲目性，可用于指導正向設計。
展開 暖通空調——制冷壓縮機的液擊的危害
一、什么是液擊
液擊，簡單說就是制冷劑液體（或潤滑油）被壓縮機吸入，造成壓縮機的液擊事故。是指制冷劑因未能或未充分吸熱蒸發，制冷劑液體或濕蒸汽被壓縮機吸入到壓縮機內的情況叫液擊。
導致壓縮機液擊損壞的主要原因：
一、開機的瞬間有大量的制冷劑液體進入壓縮機；
二、蒸發器流量不夠（節發負荷減小），壓縮機有回液現象；
三、機組運行除霜不好，大量液體制冷劑沒有蒸發就進入壓縮機，
四、通閥換向瞬間蒸發器內的液體進入壓縮機導致。
二、液擊對壓縮機有什么影響
1
液擊對渦旋壓縮機的影響：
◆ 液擊對渦盤產生極大沖力，可能打碎渦盤，含有大量液態冷媒的潤滑油粘度低，在摩擦表面不能形成足夠的油膜，導致壓縮機內部運動件的快速磨損；另外，潤滑油中的冷媒在輸送過程中遇熱會沸騰，影響潤滑油的正常輸送。
2
液擊對往復式壓縮機的影響：
◆ 往復式壓縮機液擊瞬間產生的高壓具有很大的破環性，可以在很短時間內造成壓縮受力件（如閥片、活塞、連桿、曲軸、活塞銷等）的損壞，可以說液擊是是往復式壓縮機的致命殺手。
展開 一文了解汽車空調NVH性能開發 附ERP等效輻射聲功率在汽車NVH開發中的應用下載
開空調壓縮機方向盤抖動分析空調的振動傳遞：在發動機怠速工況下，開空調壓縮機后方向盤抖動出現，抖動無法容忍。
新能源汽車熱管理技術發展趨勢分析
當然，目前熱泵系統同樣存在一定的弊端，當環境溫度低于-5 ℃時，熱泵空調系統會失效，而PTC 加熱系統仍可以正常工作。當前，熱泵系統還處發展初期，一系列技術問題依然有待解決，如低溫啟動難、換熱器結霜降低冷換熱效率、制冷劑性選取未達一致的問題。
艾志華的研究中也提到了純電動車的熱泵空調系統主要由電動壓縮機、車外換熱器、車內換熱器、四通換向閥、電子膨脹閥等構件組成，當然為了提高熱泵系統的性能，可能還需要添加儲液干燥器、換熱器風扇等輔助部件。電動壓縮機是熱泵空調循環制冷劑介質流動的動力來源，其性能好壞直接影響熱泵空調系統的能耗及制冷或制熱的效能。從目前空調壓縮機的發展趨勢來看，結構緊湊、高效節能以及微振、低噪等特點是空調壓縮機制造技術不斷發展的方向。隨車汽車舒適度的不斷提高、新式空調系統的不斷出現,促使空調壓縮機制造技術不斷進步。從分類上來看，汽車空調壓縮機多為油潤滑式容積式結構，主要列于表2。
表2 汽車空調壓縮機分類情況
斜盤式壓縮機是一種軸向往復活塞式壓縮機，由于其低成本、高效率的優勢主要在傳統車領域獲得廣泛應用，如奧迪、捷達以及富康等轎車均采用斜盤式壓縮機作為汽車空調的制冷壓縮機。
旋葉式壓縮機同往復式一樣主要依靠汽缸容積的變化來進行制冷，但它的工作容積變化除了周期性擴大和縮小外，其空間位置也隨主軸的轉動不斷發生變化。趙寶平等的研究中也指出，旋葉式壓縮機的工作過程一般只包括進氣、壓縮、排氣3個過程，基本上沒有余隙容積，所以它的容積效率可以達到80%～95%。
渦旋式壓縮機是一種新型壓縮機，主要適用于汽車空調，具有效率高、噪音低、振動小、質量小、結構簡單等優點，是一種先進的壓縮機。趙寶平等也提出，鑒于高效率和能與電驅動高度配合的優勢，渦旋式壓縮機已經成為電動壓縮機的最佳選擇。
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