يُعدّ ضاغط تكييف هواء المركبات الكهربائية (المشار إليه فيما يلي بالضاغط الكهربائي) مكونًا وظيفيًا مهمًا في مركبات الطاقة الجديدة، وله تطبيقات واسعة. فهو يضمن موثوقية بطارية الطاقة ويهيئ بيئة مناخية جيدة لمقصورة الركاب، ولكنه يُسبب أيضًا اهتزازًا وضوضاء. ولأنه لا يحتوي على خاصية إخفاء ضوضاء المحرك، ضاغط كهربائيأصبح الضجيج أحد المصادر الرئيسية للضوضاء في المركبات الكهربائية، ويشتمل ضجيج محركاتها على مكونات عالية التردد، مما يزيد من صعوبة جودة الصوت. تُعد جودة الصوت مؤشرًا مهمًا لتقييم السيارات وشرائها. لذلك، من الأهمية بمكان دراسة أنواع الضوضاء وخصائص جودة الصوت للضاغط الكهربائي من خلال التحليل النظري والوسائل التجريبية.
أنواع الضوضاء وآلية توليدها
تشمل ضوضاء تشغيل الضاغط الكهربائي بشكل رئيسي الضوضاء الميكانيكية، والهوائية، والكهرومغناطيسية. تشمل الضوضاء الميكانيكية بشكل رئيسي ضوضاء الاحتكاك، والصدمات، والهياكل. أما الضوضاء الديناميكية الهوائية فتشمل بشكل رئيسي ضوضاء نفث العادم، ونبضات العادم، واضطرابات الشفط، ونبضات الشفط. آلية توليد الضوضاء هي كما يلي:
(١) ضوضاء الاحتكاك. عند تلامس جسمين، تنشأ حركة نسبية، وتُستخدم قوة الاحتكاك على سطح التلامس، مما يُحفز اهتزاز الجسم ويُصدر ضوضاء. تُسبب الحركة النسبية بين مناورة الضغط وقرص الدوامة الساكنة ضوضاء احتكاك.
(٢) ضوضاء الاصطدام. ضوضاء الاصطدام هي الضوضاء الناتجة عن اصطدام الأجسام ببعضها، وتتميز بفترة إشعاع قصيرة ومستوى صوت مرتفع. تُصنف الضوضاء الناتجة عن اصطدام صفيحة الصمام بها أثناء تفريغ الضاغط ضمن ضوضاء الاصطدام.
(3) الضوضاء الهيكلية. تُسمى الضوضاء الناتجة عن اهتزازات الإثارة ونقل اهتزازات المكونات الصلبة بالضوضاء الهيكلية. الدوران اللامركزي لـضاغطسوف يقوم الدوار وقرص الدوار بتوليد إثارة دورية للقشرة، والضوضاء المنبعثة من اهتزاز القشرة هي ضوضاء هيكلية.
(4) ضوضاء العادم. تُقسّم ضوضاء العادم إلى ضوضاء نفث العادم وضوضاء نبض العادم. تُعرف الضوضاء الناتجة عن نفث الغاز عالي الحرارة والضغط، المنبعث من فتحة التهوية بسرعة عالية، بضوضاء نفث العادم. أما الضوضاء الناتجة عن التقلبات المتقطعة في ضغط غاز العادم، فتُعرف بضوضاء نبض غاز العادم.
(٥) ضوضاء الشهيق. يمكن تقسيم ضوضاء الشفط إلى ضوضاء اضطراب الشفط وضوضاء نبض الشفط. تُصنف ضوضاء رنين عمود الهواء الناتجة عن تدفق الهواء غير المستقر في قناة السحب ضمن ضوضاء اضطراب الشفط. وتُصنف ضوضاء تذبذب الضغط الناتجة عن الشفط الدوري للضاغط ضمن ضوضاء نبض الشفط.
(٦) الضوضاء الكهرومغناطيسية. يُنتج تفاعل المجال المغناطيسي في الفجوة الهوائية قوة شعاعية تتغير مع الزمن والمكان، تؤثر على القلب الثابت والدوار، مسببةً تشوهًا دوريًا للقلب، وبالتالي تُولّد ضوضاء كهرومغناطيسية من خلال الاهتزاز والصوت. يُصنف ضوضاء تشغيل محرك الضاغط ضمن الضوضاء الكهرومغناطيسية.
متطلبات اختبار NVH ونقاط الاختبار
يُركَّب الضاغط على دعامة صلبة، ويجب أن تكون بيئة اختبار الضوضاء غرفة شبه معزولة عن الصدى، وأن تكون الضوضاء الخلفية أقل من 20 ديسيبل (أمبير). تُوزَّع الميكروفونات في الأمام (جانب الشفط)، والخلف (جانب العادم)، والأعلى، والجانب الأيسر من الضاغط. المسافة بين المواقع الأربعة متر واحد من المركز الهندسي للضاغط.ضاغطالسطح كما هو موضح في الشكل التالي.
خاتمة
(1) تتكون ضوضاء تشغيل الضاغط الكهربائي من الضوضاء الميكانيكية والضوضاء الهوائية والضوضاء الكهرومغناطيسية، والضوضاء الكهرومغناطيسية لها التأثير الأكثر وضوحًا على جودة الصوت، وتحسين التحكم في الضوضاء الكهرومغناطيسية هي طريقة فعالة لتحسين جودة صوت الضاغط الكهربائي.
(2) هناك اختلافات واضحة في قيم معلمات جودة الصوت الموضوعية في نقاط المجال المختلفة وظروف السرعة المختلفة، وتكون جودة الصوت في الاتجاه الخلفي هي الأفضل. إن تقليل سرعة عمل الضاغط بهدف تلبية أداء التبريد واختيار اتجاه الضاغط نحو مقصورة الركاب عند تصميم السيارة يُحسّن تجربة القيادة.
(3) يرتبط توزيع نطاق التردد لمستوى الصوت المميز للضاغط الكهربائي وقيمته القصوى فقط بموقع المجال، ولا علاقة له بالسرعة. تتوزع قمم مستوى الصوت لكل خاصية ضوضاء ميدانية بشكل رئيسي في نطاقي التردد المتوسط والعالي، ولا يوجد أي إخفاء لضوضاء المحرك، مما يسهل على العملاء التعرف عليها وشكواها. وفقًا لخصائص مواد العزل الصوتي، فإن اعتماد تدابير العزل الصوتي على مسار انتقالها (مثل استخدام غطاء عازل صوتي لتغليف الضاغط) يمكن أن يقلل بشكل فعال من تأثير ضوضاء الضاغط الكهربائي على السيارة.
وقت النشر: ٢٨ سبتمبر ٢٠٢٣