车用制动空气压缩机结构辐射噪声特性研究

吴 飞，余神志，刘苏行，吴泽昊，丁 军，程 科

(武汉理工大学，湖北武汉430070)

0 引 言

空气压缩机(简称：空压机)作为客车刹车的气源装置，广泛应用于公交、客运等大型客车上，是车辆行驶过程中的主要噪声源之一[1]。按其产生机理主要分为结构噪声和空气动力性噪声，很多学者对空压机的空气动力性噪声都做了不同方面的研究，但是对由于结构振动引起的辐射噪声研究较少。

空压机的大部分零部件均被密封在机体内，所以空压机的部分噪声是由于机体的振动所导致的(活塞连杆机构转动过程中产生的往复惯性力和气体力，通过轴承传递到机体上，进/排气口由于气流脉动导致的振动带动机体振动等)，但是无论是何种原因导致的机体振动，噪声均通过机体辐射出去。本文通过计算得到空压机运行过程中壳体所受载荷，采用ANSYS和 LMS Virtual. Lab Acoustics软件联合仿真计算得到空压机的结构辐射噪声特性[2]。

1 空压机壳体载荷计算

本文的研究对象是某公司生产的型号为KYV480的活塞式空压机，如图1所示，为四个气缸两排呈V型布置，气缸中心线夹角为90°，额定转速为 1 500 r·min-1，曲轴由内部的曲柄-连杆-活塞机构的三维模型图如图2所示。

图1 KYV480的活塞式空压机Fig.1 KYV480 piston air compressor

图2 曲柄-连杆-活塞机构Fig.2 Crank-connecting rod-piston mechanism

空压机在运行过程中壳体载荷主要包括气缸内的摩擦力、气体力、活塞的侧向敲击力，曲轴通过两侧及中间支撑轴承对机体的作用力[3]。由于空压机运行过程中活塞侧向敲击力和各零部件处的摩擦力受力部位不断变化，准确仿真其带来的振动效应有较大难度，同时经过计算表明这两种力的数量级是气体力和支撑力的1/8左右，故在研究空压机的振动响应时不考虑其带来的影响。……