对汽车空调风道设计对车内噪声的影响

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1、2005年8月沈阳航空工业学院学报Aug．2005第22卷第4期JournalofShenyangInstituteofAeronauticalEngineeringVo1．22No．4文章编号：1007—1385(2005)04—0037—03汽车空调风道设计对车内噪声的影响程勉宏刘刚(沈阳航空工业学院机械与汽车学院，辽宁沈阳110034)摘要：空调风道的设计与布置合理与否直接影响车内环境的舒适性。风道设计中要求风道的气流噪声必须控制在允许的范围内。风道中压力损失是使得车厢内产生气流噪声的原因之一，在此通过分析风道中产生压力损失的原因和对某汽车整车送风系统的计算流体力学

2、(CFD，ComputationalFluidDynamics)分析和实际测试，说明减小风道压力损失可使车内噪声得到降低。关键词：汽车空调；风道；压力损失；噪声中图分类号：U270．383文献标识码：A如风道中的三通、弯头、截面扩大或缩小及进出口1风道中的压力损失处，都会使空气的速度或流向发生改变，从而产生风道设计中要注意风道中的压力损失，压力局部阻力损失。这种局部阻力损失，会使空调噪损失是由沿程压力损失和局部阻力损失⋯组成。声加大。1．1沿程压力损失2计算流体力学简介沿程压力损失是空气沿管壁流动时，由空气与管壁之间的摩擦、空气分子内部之间的摩擦而风道设计可利用试验方法来

3、确定风道的尺寸产生的。对于分支管路多的空调系统，沿程压力和位置，但耗费很大，且难于找到影响风量分配的损失不可忽视。它要求风道内的表面光滑平整，主要因素，利用计算机仿真技术代替真实系统进以降低风道表面的绝对粗糙度，从而减少摩擦阻行研究，可以减少反复试验造成的浪费。力，减低压力损失。计算流体力学(CFD，ComputationalFluidDy．空气在截面不变的管道中流动且空气量保持namics)是一门用数值计算方法直接求解流动主不变，沿程压力损失可按下式计算：控方程(Euler或Navier—Stokes方程)以发现各种流动现象规律的学科。它综合了计算数学、计=A壶算机科学

4、、流体力学、科学可视化等多种学科。式中：A一摩擦阻力系数；风道内空气的平均CFD(计算流体动力学)是近年发展较快的一种计流速(m／s)；p一空气的密度(kg／m)；风道的算机辅助设计技术，其作用是对各种工况下气流长度(m)；一风道的水力半径(m)；Rs=a／p。组织的温度、速度场的模拟仿真。在汽车空调中A一风道的过流断面面积(m)；p一湿周，即风道应用CFD技术，可以有效的在产品未成型之前进的周长(m)。行气流组织仿真设计，从而有效的减少设计成本，由上式可见风道直管段摩擦阻力与空气本身缩短设计周期。的黏度、管壁粗糙度、水力半径、气流速度等因素有关。3空调风道噪声实例分析1

5、．2局部压力损失3．1某轿车实际空调风道系统分析局部阻力是由于空气在管道中的流动时，其某轿车空调系统运行在高转速时，送风量不流动的方向、流量或速度骤然突变，在风道内产生是很大，噪声却很高。怀疑是风道存在设计问题。涡流和速度的重新分布，从而使流动阻力大大增于是，对整车风道系统进行了CFD分析。加，造成能量损失。这类损失称为局部阻力损失。3．2轿车空调风道系统模型。图1、图2、图3所示为轿车空调风道的模型，收稿日期：2005—04—23作者简介：程勉宏(1962一)，女，吉林洮南人，副教授是根据该型轿车原有空调风道设计尺寸生成的。沈阳航空玉业学院学报第22卷右风道出图1轿车空

6、调送风系统图4后风道分析结⋯＼⋯十。。～图2原后风道图5过渡风道分析结图3原过渡风道3．3风道系统的CFD分析图2后风道沿程存在两处狭小截面积，管道突扩突缩。由图4的压力分析可见存在明显的高图6改进后的后风道压和低压区(图中圆圈所示)，高、低压区对整个风道的速度、压力及风量造成很大的影响J，导致很大能量损失，噪声也增加了。图5过渡风道存在着明显的涡流区(图中圆圈所示)。这是由于风道转向部位气体流动速度较大，在其后部发生气体分离引起的。在此会引起负压，而且在过渡风道中存在流通截面突然变图7改进后的过渡风道小，形成局部高压区，也会使噪声增加。表1改进风道前后。空调系统的送风噪

7、声测试结果3．4空调通风道系统设计改进内循环外循环针对CFD分析结果，对过渡风道和后风道进车况改进前改进后述J曼崾声崾声噪声噪声行了设计改进，改进后的风道模型如图6、图7所(dB)(dB)(dB)(dB)示。取消后风道管道突扩突缩部分，过渡风道的发动机怠速，空调开4档69．667．764．563．O结构缺陷也得到改善。发动机关，空调关4档67．765．663．26】．4测试结果表明，风道改进后，送风系统工作噪4试验测试声降低了大约2分贝，效果比较显著。对改进风道前后的空调系统的送风噪声进行了测试，结果如下表l所示：第4期程勉宏