焉知汽车科技|新能源电动压缩机NVH和壳体结构的相关性( 二 )


图2
3驱动器壳体与NVH的关系
驱动壳体的设计要尽可能降低驱动电机的振动以及驱动器运行电磁声 , 为此将驱动器壳体从以下几个方面进行优化设计从而提高压缩机的NVH性能 。
3.1驱动器壳体的形状
驱动器壳体形状是影响整这一区域NVH最主要的原因 , 也是最容易忽略的因素 。 因为此壳体对强度没有要求 , 且面积大 , 要求的空间也大 , 容易被设计成一个溥壁的壳件 , 形成一个类同于音箱一样的空腔 , 这样的空腔易对驱动器的NVH以及电机的NVH形成放大效应 。 使得压缩机的整体NVH增高 。 一般在此壳体的内外均有意设计一些加强筋、凹凸点等 , 以避免形成音箱效应 , 在设计允许的情况下 , 将壳体设计成异形是最佳的选择 。 如下例:
焉知汽车科技|新能源电动压缩机NVH和壳体结构的相关性
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图3
3.2驱动器壳与机体外壳之间的联接
为了保证驱动器壳与机体外壳之间的密封 , 一般都采用橡胶件进行密封 。 而橡胶件隔离了两个壳体 , 也就是说驱动器壳容易悬空形成振动源 。 为了避免这种情况 , 在设计除考虑壳体间的密封外 , 还需要考虑两壳体之间联接稳定性的问题 。
4机体壳体与NVH的关系
机体部份是压缩机低频噪音的主要来源点 , 也是压缩机进气通道以及电机装配的主要结构 , 此部份设计主要是降低电机的振动、减小气流的啸叫等 , 应从以下几个方面进行优化设计:
4.1涡盘体部分的机体壳体部份
涡盘是压缩机的气体压缩机完成体 , 是压缩机功能的主体 , 也是压缩机低频振动源主要发生点 。 针对这一部份 , 我们考虑最多的是强度和功能实现 。 很容易忽略NVH的形成点 。 在此部份设计时 , 要保证壳体台阶过渡的平缓性 。 壳体形状的突变点容易使NVH放大并对强度产生影响 。 同时也要尽可能的减小此部位的空腔部位防止形成音箱效应 。
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图4
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图5
4.2电动机部份的机体壳体部位
此部份是压缩机重量最重的部份 , 同时也是高频振动源发生的主要发生点 。 同理 , 针对此部份除强度外 。 与电动机配合部位的设计也非常重要 。 电机在运行过程中 , 受到驱动器的驱动频率影响 , 电机极对数的影响 。 电机轴承等诸多因素 。 所以此部位的设计非常关键 , 是我们NVH设计的最关键部位 。
a.与电机的配合设计:应尽可能的加大电机的外圆与壳体配合面积 。 配合面积越大 , 越容易抑制电机产生的振动放大 。
b.电机外围吸气通道的设计:电机的长度较长 , 设计时容易设计成细长的通道 , 给吸气造成阻力的同时 , 更易使吸气产生较大的脉动和啸叫 。 所以吸气通道要尽可能设计得大 , 通畅 。 但此项又同电机的配合面积形成冲突 , 所以需要综合评判或另取设计方法 。 此外 , 在设计吸气通道时会有意的设计部份凹凸形状也是为了避免形成音箱效应的主要技巧 。
c.部份电机为了得到更大的效率 , 会在电机的外圆上增加各种形状的隔磁槽 。 在遇到此类电机时 , 应尽可能将吸气通道与隔磁槽对正 。 一方面可避免隔磁槽与壳体之间形成细小通道 , 形成气体的啸叫 。 同时避免磁场的突变在此处形成共振或产生放大效应 。
d.壁厚的均匀性设计 , 压缩机的此处部份正好是低压区同涡盘体区域的连接部位 , 易设计成壁厚不同的区域 。 而经过实践证明 , 涡盘体是主要的低频振动源 , 电机是主要的高频振动源 , 电机转子也同样是振动源之一 。 故此处的压缩机强度要求基本是一致的 。 设计需将壁厚设计均匀 。 在变化处也应尽量圆滑过渡 。 (图5)


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