不同模拟方法对空压机支架模态的影响研究

汽车空调压缩机是汽车空调制冷系统的心脏，亦即是空调器系统的动力核心，它可将吸入的低温、低压制冷剂蒸气通过压缩提高温度和压力，并通过热功转换达到制冷的目的。空调压缩机的振动或噪声直接影响到车内乘客的驾驶感受，而压缩机支架振动特性至关重要，支架模态频率的准确与否，直接关系到实际工程及整车性能。本文从不同边界探讨其对支架模态的影响，为产品开发提供一种思路和参考。

一、模型说明

空调压缩机系统总成一般包括空调压缩机、压缩支架或橡胶垫等，主要安装在前副车架、动力总成或机舱集成支架上等等。

图1 某空调压缩机系统

二、模拟方法研究

在产品开发前期，可能会有许多的边界限制，如只有单一产品（只有空调压缩机质量、质心坐标），无动力总成等。此时，为了获得压缩机支架的模态往往通过一些简化处理，下面我们从不同维度，不同边界进行一些探讨。

1、模拟方式说明

     支架采用四面体二阶单元模拟，mass点为压缩机质量。

图2 模拟方法1（支架+mass）

图3 模拟方法2（支架+压缩机）

图4 模拟方法3（支架+压缩机+动总）

2、分析结果对比 

      通过对各种分析模拟方法进行计算，得到各状态下支架模态频率，如下图所示。

图5 模拟方法1（支架+mass）

图6 模拟方法2 （支架+压缩机实体）

图7 模拟方法3 （支架+压缩机实体+动总）

图8 分析结果对比

三、结果分析

1、通过对不同模拟方法进行支架模态分析可以看出，采用实际配重的实体模型及带动力总成模型结果与实车状态较为接近，其中直接采用支架接地+mass简化方式结果大，其刚度也最大，对实际参考意义有限；

2、根据分析结果，建议尽可能采用与实物相对应的模型进行模态分析，其结果参考意义更大；

3、若没有动总、压缩机等三维模型，也可采用等效的动刚度进行分析，经过验证与实车状态也较为接近；

4、总之，有限元总是在一定条件进行模拟简化，为使其结果与实际状态接近，尽可能采用等效或实际模型，或许其对实际工程问题的指导更大。