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制冷剂回路流动与相变噪声的试验诊断

大纲的完整展开版——讲师授课蓝本 / 学员自学材料

L6-03 制冷剂回路流动与相变噪声的试验诊断

项 内容
课程代码 L6-03
所属板块 L 试验与验证 · L6 NVH 与舒适性试验
难度 L3 专家
时长 4.0 学时(含 1 次实操:三因子扫描试验+签名判读,约 60 分钟)
适合对象 空调/整车 NVH 试验工程师(必修);热泵系统与标定工程师、冷媒侧部件工程师(选修偏进阶)。特指已经修过 L6-01、但在扫频谱图上找不到阶次线、手上工具全部失效的那批人
前置 L6-01 空调系统 NVH 试验与声品质评价 · A2-03 两相流基础:沸腾、冷凝与流型 · G4-01 电子膨胀阀(EXV)结构、控制与选型 · 体系外自备:信号处理与动态数据采集基础(采样率、抗混叠、窗函数、时频分析)
本讲义定位 只写测量与判据,⛔ 不出结构方案、⛔ 不出控制参数。本课交付四样东西:① 一张能写进规程的签名判读规则;② 一条三通道同步测量链的核验单;③ 一套三因子敏感性扫描与噪声平台区的算法;④ 一份「改硬件还是靠标定回避」的分诊判决与六要素验收判据

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你手上的任务 直接去 你会拿到
谱图上找不到阶次线,不知道这是不是自己的数采出了问题 第 1 讲 1.1~1.2 入场判据与「先自查、再判失效」的顺序
有一段声音,要先把它归到五类源里的哪一类 第 1 讲 1.3~1.5 按发生时刻先分家、再按谱形分家的判读顺序
要建本平台自己的频段/调制频率签名表 第 1 讲 1.6~1.7 签名表三条坐标轴与它的填表来源(不是抄来的常数)
要在管路上加一个动态压力测点 第 2 讲 2.2~2.4 引压腔共振核算、齐平安装判据、选型轴
数采通道怎么配、哪些量必须同一条时基 第 2 讲 2.5~2.6 同步硬规定与时延核对算例
相干函数算出来了,不知道能下什么结论 第 2 讲 2.7 相干只能做因果排除、⛔ 不能做因果证明
要设计充注量×开度×过热度的扫描矩阵 第 3 讲 3.2~3.4、3.7 分层扫描编排与每点必须记录的量
一堆录音要变成能判的结论 第 3 讲 3.5~3.6 敏感度系数 κ、噪声平台区、与性能窗口取交
停机后那声「咕噜」这次没听见,能不能报「没有」 第 4 讲 4.2、4.6 复现次数反推与「未观察到 ≠ 不存在」
要写停机—静置—再启动或换向/除霜的复现协议 第 4 讲 4.3~4.5 三条受控轴、两个可分辨事件的分离、掩蔽档
要判「改硬件」还是「靠标定回避」 第 5 讲 5.2~5.4 三条证据链与各自的转出课号
要写一条能过评审的验收判据 第 5 讲 5.5~5.6 六要素判据卡与 DVP&R 增行写法

本课不覆盖(每一样都带去向,⛔ 别在本课里找)

你要做的事 本课不覆盖,去
查冷却液侧的泵汽蚀声、排气气泡流噪、换向水锤 G5-04 · G10-02/G10-03 · L2-03 · G8-06
做阶次跟踪、tacho 同步、TPA、心理声学参量算法、Jury Test、DVP&R 报告体例 L6-01(本课全部前置引用,⛔ 不重讲)
算不确定度合成、定滤波截止频率、做数据清洗 L7-03
讲两相流型、沸腾与干涸的机理 A2-03
选消音器、定 Helmholtz 腔尺寸、做去耦软管与隔振卡箍 G11-04(本课只把 Helmholtz 当误差源)
整定 EXV 开度斜坡、最小开度下限 G4-01 §5
设计模式切换时序、除霜进出判据、停机置位 K3-04
做跨环温跨模式的分档整定与参数继承 K6-07
定整车噪声目标、做配额分派与多源归属仲裁 L6-05
分空调箱空气侧四类源(风噪/风门/鼓风机/再生) C2-11 §1
做加速度计安装的附加质量修正、模态与动刚度实测 L6-04
定「这声音该不该改」的商业阈值 整车与项目层;本课只出技术判决与证据链

跨课口径对照:本课复用哪些符号、哪四个必须换名

这一节放在正文之前,理由不是格式。本课的判据要写进 DVP&R、要交给标定与部件工程师用,而 L6-01 已经把 NVH 侧的字母占掉了一大半,L6-05 与 L7-03 各自又占了一个 k。符号一旦对不上,下游是静默算错,不报错。

① 直接沿用的(⛔ 不改写、⛔ 不重定义)

符号 本课含义 单位 沿用自
Lp / LA / LAeq,T 线性声压级/A 计权声压级/A 计权等效连续声级 dB(Z)、dB(A) L6-01
N、S、R、F、PR、TNR 响度(sone)、尖锐度(acum)、粗糙度(asper)、波动强度(vacil)、突出比、音调噪声比 各见来源课 L6-01
nrot 转速;⛔ 本课禁止裸写 n 当转速 r/min L6-01
fmod 调制频率(包络的频率);⛔ 与载波频率 f 不是一个量 Hz L6-01
γ² 相干函数(本课只用它做因果排除,见 2.7) — L6-01
ΔTsc / ΔTsh 过冷度/过热度 K G4-02 / G4-01
U 扩展不确定度;包含因子写 包含因子 k,⛔ 本课不裸用 k 与被测量同单位 L7-03

⚠ 体例一并沿用、正文不再重复:本课出现的每一个声级都必须带频率计权后缀(dB(A)/dB(C)/dB(Z)),裸写「dB」在本课不算合格表述;两个声级之差不带后缀,但两侧必须同计权、同时间口径。

② 口径会撞车、⛔ 必须换名的四个

换名之一:敏感度系数写 κx,⛔ 不写 Sx。最自然的写法是拿 sensitivity 的首字母写 S,而 S 在 L6-01 是尖锐度 sharpness(acum),而且本课第 3 讲的敏感度表与第 5 讲的验收表上,尖锐度与敏感度系数会出现在同一张表上。⇒ 本课的敏感度系数一律写 κx,单位是「参量单位/因子单位」(例如 asper/g、asper/K、asper/步)。

换名之二:本次选定的判读参量写 Q,⛔ 不写 L。L6-01 定死 L 一律是声级,而本课的判读参量大多数时候不是声级——是粗糙度 R(asper)或波动强度 F(vacil),只有少数情况下才取某个频带的带内 Lp(dB(Z))。若沿用 L,κx = ΔL/Δx 会让读者以为单位一定是 dB/因子,而实际交付的表上第一列往往写着 asper。⇒ 本课一律写 Q(本次选定的判读/验收参量,实例化时必须写明它是 R、F 还是哪个频带的 Lp)。

换名之三:复现次数写 nrep,⛔ 不裸写 n。L6-01 里小写 n 是评价员样本量(Jury Test),而本课第 4 讲要算的是同一组合重复了多少次——两者都是「次数/人数」类的整数,都会出现在统计式里,撞车之后没有任何一栏会提示你。⇒ 本课写 nrep。

换名之四:事件发生次数写 m,⛔ 不写 k。k 在本课射程内被占了两次:L6-05 用 k 表示同时发声的源数量,L7-03 用 包含因子 k。而本课第 4 讲的发生率式 p̂ = m/nrep 与第 3 讲的不确定度式(要用到包含因子 k)会在同一份报告里并排出现。⇒ 发生次数一律写 m。

③ 本课首定、下游要引的五个

符号 含义 单位 谁会来引
Q 本次选定的判读/验收参量(R、F 或指定频带的 Lp) 见实例化 L6-05 的验证矩阵判据列;K6-07 的分档整定
κx 对因子 x 的偏敏感度,κx = ΔQ/Δx 参量单位/因子单位 G4-01(开度轴)、C1-03(充注轴)、K3-04(切换速率上限)
fH 引压腔(取压短管+传感器前腔)的 Helmholtz 共振频率 Hz 本课自用;同源物理的降噪件设计用法在 G11-04
nrep、m、p̂、p₀ 复现次数、发生次数、观测发生率、要判到的最低发生率 次、次、—、— L6-05 的仲裁会;DVP&R 判定量
mref 制冷剂充注质量(本课的充注量轴自变量) g C1-03 的性能充注窗口对齐

⚠ mref 与 m 是两个量,靠有没有下标区分——这是本课自己制造的一处最近距离撞车,所以写死在这里:凡在统计式里出现的裸 m 一律是发生次数;凡充注量必须带下标写 mref,⛔ 报告里不许出现无下标的「充注量 m」。

④ 一条不会报错的桥:本课的 Q 与部件课的「噪声值」不是一回事

这一条必须单独讲。部件课与供应商报告里的「噪声值」常常是半消声室内距件 1 m 处的 A 计权声压级或声功率级,而本课的 Q 是整车上某一个具体测点(乘员耳旁基准点、或车外静置聆听点)上算出来的心理声学参量。三者的量纲、参考态、测点全不同,而在中文里都可以叫「噪声」。⇒ 本课的硬规定:凡写下一个 Q 值,必须同时写明它是哪个参量、在哪个测点、哪个工况、哪套算法与软件版本下算出来的;口径对不上的数只能先做一次同口径复测,⛔ 不许直接搬。整车层的配额换算口径在 L6-05,本课只负责在自己的表上把这一列逼出来。


引言:谱图上那片不动的云

有一类空调噪声投诉,走完 NVH 的常规流程之后仍然原地不动。

流程本身没错:录音、做扫频 colormap、找阶次线、按特征阶次对号入座、算管跨模态、加消音器、换隔振卡箍。这套流程在压缩机本体源与管路传递路径上百试百灵——因为那两类源的能量随转速走,谱图上必然留下一条随转速张开的斜线,顺着斜线就能摸到部件。

而这一类声音的谱图上什么线都没有。扫频跑完,图上只有一片弥散的宽带云团,转速从怠速升到最高,云团几乎不动。于是工程师的第一反应几乎总是同一个:我的数采是不是有问题?tacho 接线?平均次数不够?窗函数选错了?——接下来两三天全花在信号处理参数上,一无所获。

⇒ 「没有阶次线」本身就是结论。它说明这个源不随转速走。而它随什么走?改一下充注量,声音变了;把 EXV 往回收两步,声音又变了;把过热度目标从 5 K 调到 8 K,它几乎消失。⇒ 这是制冷剂工质自己在流动与相变时发出的声音,源在流体里,不在旋转件上。L6-01 教的主力工具阶次跟踪,在这里不是没做好,是不适用。

这门课要交付的,正是换战场之后的那一整套东西。它有三个难点,每一个都会让人在半路上下错结论:

难点一:源在流体里,而你手上只有麦克风。空气声路径会把源糊掉——麦克风摆得再多,你也只能得到「声音在这一带」,得不到「源在这个阀口」。要把源钉死,必须往管子里插一路动态压力。而这一路测点是整条链上最容易自毁的一环:随手接一段引压短管,短管加传感器前腔就是一个 Helmholtz 共振器,它自己的共振若落进关注频段,你写进签名表的那个峰是你的测量链发出的,不是工质发出的。

难点二:这类声音里有一大半是事件型的。停机后十几秒那声「咕噜」、热泵换向那一下「咔哒—嘶」、除霜进出那声闷响——它们不是每次都发生。单次录音既不能证明有,也不能证明没有。判定量必须从「幅值」换成「发生率」,而复现多少次才算测过,要从「你打算判到多低的发生率」反推。⇒ 复现次数不够时,报告只能写「未观察到」,写「不存在」就是越界结论。

难点三:诊断的终点不是「找到源」,是「判给谁」。同一个阀口流噪,可能靠标定就能回避(把 EXV 的开度斜坡限速一下、把停机前的压力平衡等待延长几秒),也可能标定无论如何回避不掉(它落在整车必经的 pull-down 前 30 s 上,那一段既不能不制冷也不能慢慢来)。这两种判决通向完全不同的项目后果:前者是标定表上加两行,后者是改一个钣金件、改一版管路走向、甚至改分配器结构。⇒ 本课要给的是把这个判决做实的证据链,而不是一句「建议优化」。

⚠ 先把范围红线摆在最前面,因为它每一届都要被越界一次:本课只写冷媒侧。冷却液侧的泵汽蚀与空气分离(G5-04)、排气不净的气泡流噪与去气判据(G10-02/G10-03)、台架上的气蚀征兆(L2-03)、多通阀换向水锤的量级估算(G8-06)——那些声音听起来和本课的几类很像,机理与判据完全不同,属主课已经写完,本课一律不写入。

一张射程与转出关系图,分三层从上往下画。顶层是一个入口框,写一条冷媒侧噪声投诉进来。中层画三把并排的判据刀,各带独立文字标签:第一刀标有没有随转速张开的阶次线,左出口标有阶次线,箭头指向右侧一个转出栏,栏内两行分别写压缩机本体源转出 G1-04、管路传递路径转出 G11-04;第一刀的下出口标没有阶次线、随充注量与开度与过热度漂移,箭头继续向下,旁边一个高亮标签写这是本课的对象。第二刀标因子敏感性指向哪个部件,出口向下并在右侧引出一条虚线标注本课第三讲。第三刀标改硬件还是靠标定回避,出口分成左右两支,左支标改硬件,箭头指向一个转出栏,栏内四行分别写阀前过冷度与充注转出 G4-02 与 C1-03、阀口相态转出 G8-07、分配器与集流管转出 G2-03 与 G3-03 与 D2-02、消音件与管路走向与结构传递转出 G11-04;右支标靠标定回避,箭头指向另一个转出栏,栏内三行分别写开度斜坡限速与最小开度下限转出 G4-01、模式切换三段式时序与停机置位转出 K3-04、跨环温跨模式分档整定转出 K6-07。底层横跨整幅画一条红线框,框内写范围红线,框内四行文字分别写冷却液侧泵汽蚀转出 G5-04、排气与去气判据转出 G10-02 与 G10-03、台架气蚀征兆转出 L2-03、换向水锤量级转出 G8-06,并在框首写这些一律不写入本课。图的左侧另有一个纵向标签条,自上而下写第一讲、第三讲、第五讲,与三把刀对齐。本图为流程与归属示意,不含任何数值。
图1 本课的三刀分诊与转出关系。该从图上读出三件事:① 三把刀是串联的,第一刀不过就根本不进本课,⛔ 不许跳过第一刀直接扫工况;② 本课的交付物停在判决与证据,每一个判决都有一个明确的转出课号,⛔ 本课不出结构方案也不出控制参数;③ 底部红线框里的几类声音听起来很像本课对象,但它们的属主课已经写完,一律不写入。本图为流程与归属示意,⛔ 不含任何数值、不得据图取值。

第 1 讲 五类源的谱系与签名怎么建

1.1 入场判据:先自查,再判失效,最后才换战场

本课的入场判据只有一条,而它必须按顺序执行,顺序错了会把自己的测量错误当成物理结论。

第一步,自查测量链。谱图上「没有阶次线」有三个来源长得一模一样:

  1. tacho 接线错或脉冲数设置错——转速轴本身是假的;
  2. 时基没同步——声学通道与 tacho 分表采集且未核时延,阶次线被抹成一团;
  3. 转速信号在这一段丢脉冲——阶次线断续,人眼看过去像没有。

⚠ 这三样任何一样出问题,结果与「物理上没有阶次线」在图上不可分辨。⇒ 自查方法:在同一次采集里找一个已知一定存在阶次线的成分做对照——鼓风机的叶片通过频率 fBPF = zb·nrot/60 是最方便的一个,它一定随转速张开。这条线在图上清清楚楚,说明 tacho 与时基没问题;这条线也糊,说明先修链路,⛔ 不许下任何物理结论。

第二步,判主力工具失效。自查通过之后,谱图上仍然只有一片不随转速滑动的宽带云团 ⇒ 判 L6-01 的阶次跟踪对这段声音失效。这不是坏消息,这是分诊的第一刀。

第三步,换工况轴验证。失效判定只是「不随转速走」,还要正面证明「随什么走」。⇒ 固定转速,只动三个量之一:充注量 mref、EXV 开度、过热度目标 ΔTsh。声音跟着变 ⇒ 进本课;三个都动过而声音纹丝不动 ⇒ ⛔ 它不是冷媒工质流动声,退回 L6-05 的多源归属分诊重排。

算例 1-A:用一条已知阶次线判自查是否通过。某车鼓风机叶片数 zb = 43(教学假设值,不对应任何平台),扫频段内鼓风机转速从 nrot = 800 r/min 升到 3200 r/min。则叶片通过频率

fBPF = zb·nrot/60,起点 43×800/60 = 573 Hz,终点 43×3200/60 = 2293 Hz。

⇒ colormap 上应当有一条从约 573 Hz 张开到约 2293 Hz 的直线,且它与横轴的关系是过原点的正比线。这条线清晰可见 ⇒ tacho 与时基自查通过,此时那片不动的云团才有资格被判为「真的没有阶次线」。这条线若也是糊的、或斜率对不上 43 阶 ⇒ 先修链路。

⚠ 这一步的价值不在算术,在于它把「我的测量对不对」变成了一个图上能一眼看见的对照——⛔ 而不是一句「我检查过了」。

一张左中右三栏的谱图形态对照图,三栏共用同一套坐标说明:横轴标转速,纵轴标频率,颜色深浅表示幅值,坐标均不标数值。左栏标题写形态一:有阶次线,图中画三条自左下向右上张开的过原点直线,各带独立文字标签,自上而下标叶片通过频率的二次谐波、叶片通过频率、压缩机转频;栏底结论条写不是本课对象,转出 G1-04 或 G11-04。中栏标题写形态二:没有阶次线且自查未过,图中画的是同样三条直线但全部呈断续、模糊、边缘发散的形态,栏内另有一个提示框写这不是物理结论,是链路坏了,框内三行分别写 tacho 接线或脉冲数设置错、声学通道与 tacho 分表采集未核时延、转速信号丢脉冲;栏底结论条写先修链路,⛔ 不许下物理结论。右栏标题写形态三:没有阶次线且自查已过,图中没有任何斜线,只有一片沿纵轴分布、随横轴几乎不移动的弥散宽带云团,云团右侧引出三支水平箭头,各带独立文字标签,自上而下标充注量增加时云团上移或增强、EXV 开度减小时云团增强、过热度增大时云团减弱,三支箭头共同指向一个参数轴框,框内写工况轴,⛔ 不是转速轴;栏底结论条用高亮底色写判为冷媒工质流动声,进入本课。三栏顶部横跨一条流程带,自左向右写第一步自查、第二步判失效、第三步换工况轴验证,箭头依次指向中栏、右栏。本图为谱图形态示意,坐标不标数值,⛔ 不得据图读取任何频率、转速或幅值。
图2 入场判据的三种形态与执行顺序。该从图上读出三件事:① 「没有阶次线」有两种——链路坏了与物理上确实没有,二者在图上不可分辨,所以自查必须排在判失效之前;② 判失效只说明「不随转速走」,还要正面做一次工况轴验证才算证明「随工况走」;③ 右栏那片云团的判别特征是随横轴几乎不移动、而随图外的工况轴漂移,⛔ 不是「看起来弥散」。本图为谱图形态示意,坐标不标数值,⛔ 不得据图读取任何频率、转速或幅值。

⚠ 与 L6-05 的分工写死在这里,⛔ 不重复:L6-05 第 4 讲负责整车层多源共存时把这一块摘出来并转给本课;本课接手之后不再回头做整车层的责任仲裁。两边引用的是同一条无阶次线判据,⛔ 不另立说法。

1.2 易错点:把「没有阶次线」当成数采没做好

易错点 1:反复加平均次数、换 tacho 接法,试图「把阶次线找出来」。

  • 错的形态:连续两三天调平均次数、改窗函数、换 tacho 拾取方式,谱图上那片云团一直不变,结论迟迟出不来。
  • 为什么会错:阶次跟踪的物理前提是源的特征频率正比于某个转速;这个前提不成立时,等角度重采样把一个与转速无关的成分「拉直」的结果就是把它抹平——你加再多平均,也只是把一片不存在的线平均得更干净。⛔ 这不是参数问题,是适用性问题。
  • 怎么当场发现:做 1.1 的算例 1-A。图上那条 fBPF 清清楚楚而云团不动 ⇒ 链路是好的,问题在物理,⛔ 立刻停止调参数。

易错点 2:自查这一步整个跳过,直接判「阶次跟踪失效」。

  • 错的形态:谱图一打开没看见线,当场宣布「这是工质流动声」,转头去扫充注量,扫了两天数据全是散点。
  • 为什么会错:tacho 丢脉冲或时基未同步时,所有阶次线都会糊,包括本来一定存在的鼓风机 BPF;此时你去扫工况,噪声参量的变化里混着链路噪声,κ 算出来全是假的。
  • 怎么当场发现:同一次采集里必须能看见至少一条已知阶次线。看不见 ⇒ 先修链路,⛔ 不许进第三步。

易错点 3:把「工况轴验证」做成「换个工况再录一次」。

  • 错的形态:把充注量从 A 改到 B,重新起一台车、重新暖机、重新摆麦克风,然后比两段录音。
  • 为什么会错:麦克风位置、环境本底、系统热状态都变了,两段录音的差里混着至少三件事,你无法把它归给充注量。
  • 怎么当场发现:验证步的硬规定是测点与本底不动、只动一个工况量;做不到就不叫验证,只叫又录了一段。

1.3 五类源先按发生时刻分家,⛔ 不先按谱形分家

冷媒工质流动声在整车上有五类常见形态。判读顺序是时刻轴在前、谱形轴在后——这个顺序不是习惯,是因为时刻轴不要求你先测准频段。你在车里听见一声响,第一件能确定的事一定是「它发生在什么时候」,而「它的主能量在哪个频段」要等三通道链搭好、签名表填出来之后才知道。

# 源 发生时刻 跟着谁走 机理属主课(本课⛔ 不重讲)
① 闪蒸嘶声(阀口) 运行期,持续 阀前过冷度 ΔTsc、阀口压差 G4-02 §5(阀前过冷度不足致闪发)、G8-07 §2(阀口相态铁律)
② 蒸发器/分配器间歇流咕噜声(芯体) 运行期,间歇成串 分配器入口干度、支路流量分配 A2-03 §2/§3(流型切换)、G2-03 §2(分配器)、G3-03 §3(均流)
③ 停机压力平衡回流声 停机后数十秒到数分钟,随静置时间衰减至消失 停机阀位、高低压差、环温 G4-02 §5(停机过流声)、B3-02(停机后冷媒向最冷支路迁移)
④ 直冷板沸腾声(包内) 运行期,跟电池热负荷走 进口干度、板内热流密度 A2-03 §3(沸腾与干涸)、D2-02(直冷板压降变温差与两相分液)
⑤ 换向/除霜进出冲击声 事件型,跟着模式切换指令走 切换时序、阀动作速率 K3-04 §3/§4(三段式切换时序、除霜双判据)

时刻轴的三个切点,按能不能不用仪器就分开排序:

  1. 系统在不在运行——把 ③ 一刀切出来。停机后才出现、且随静置时间单调衰减到消失,只有 ③;
  2. 有没有一条模式切换指令——把 ⑤ 一刀切出来。它与指令时刻对齐,不是「切换后不久」,是「切换的那一下」;
  3. 剩下的三个(①②④)都在运行期,此时才轮到谱形轴与部位轴:①在阀口段、②在蒸发器芯体、④在电池包内,三个部位的近场麦克风与管壁加速度会给出完全不同的通道优先级(见 1.5)。

⚠ 有一个细节必须在这里说清,否则第 4 讲的协议会写错:③ 与「压缩机停机倒转异响」是同一时刻的两个不同源(K3-04 §3 已点明)。前者是持续的过流声、数十秒到数分钟量级、随静置衰减;后者是瞬时的机械声、发生在停机后一两秒内。⇒ 协议必须留足静置时长把两者在时间轴上分开,⛔ 不要试图靠谱形分。

一张横向时间轴示意图,时间轴自左向右,轴上依次标四个不标数值的时刻刻度,各带独立文字标签:起动指令、稳定运行、模式切换指令、停机指令。时间轴下方画五条平行的水平色条,各代表一类源,每条左端带独立文字标签与编号。第一条标编号一、闪蒸嘶声、阀口,色条覆盖从起动到停机的整个运行期,条上写持续,条右侧的属性栏写跟着阀前过冷度与阀口压差走。第二条标编号二、间歇流咕噜声、蒸发器与分配器,色条同样覆盖运行期但画成断续的一串短块,条右侧属性栏写跟着分配器入口干度与支路流量分配走。第三条标编号三、停机压力平衡回流声,色条只出现在停机指令之后,且画成幅度自左向右单调衰减的楔形,末端渐隐,条上写数十秒到数分钟随静置衰减至消失,条右侧属性栏写跟着停机阀位与高低压差与环温走。第四条标编号四、直冷板沸腾声、包内,色条出现在运行期但仅在中段有一块,块上写跟电池热负荷走,条右侧属性栏写跟着进口干度与板内热流密度走。第五条标编号五、换向与除霜冲击声,只在模式切换指令时刻处画一根竖直的窄条,条上写事件型、与指令时刻对齐,条右侧属性栏写跟着切换时序与阀动作速率走。在第三条色条的最左端另画一根极窄的深色竖条,单独标注压缩机停机倒转异响、瞬时、属于机械声、⛔ 不是编号三,并用一支带箭头的横向标注线标出它与编号三的时间间隔,标注线上写协议必须留足静置时长把这两者在时间轴上分开。图的最下方画一条判读顺序带,自左向右三格,依次写第一刀系统在不在运行、第二刀有没有模式切换指令、第三刀剩下三类再按部位与谱形分,并在第三格下方引出三个小标签分别写阀口段、蒸发器芯体、电池包内。本图为时序关系示意,时间轴不标数值,⛔ 不得据图读取任何时长或幅值。
图3 五类源按发生时刻分家。该从图上读出三件事:① 时刻轴在谱形轴之前,因为它不要求先测准频段——停机后才有的只有③、与指令时刻对齐的只有⑤;② 停机后那段时间里有两个不同的源,压缩机倒转异响是瞬时机械声、③是持续数十秒到数分钟的过流声,⛔ 靠谱形分不开、只能靠留足静置时长在时间轴上分开;③ 剩下的①②④全在运行期,要靠部位与通道优先级再分,⛔ 时刻轴到这里就用完了。本图为时序关系示意,时间轴不标数值,⛔ 不得据图取值。

1.4 术语红线:阀口不写「气泡溃灭」

这一条是 G4-02 已经做过的更正,本课照它执行,理由在这里写清楚,因为它每一届都会被写回来。

错的说法:阀口那声「嘶——」是气泡溃灭(cavitation collapse)造成的。

为什么错:溃灭需要一个压力回升的过程——气泡在低压区生成、随流体进入高压区被压溃,溃灭的那一瞬释放高频冲击。而节流件下游的流动是压力持续下降的:冷媒过阀口后压力从冷凝压力降到蒸发压力,一路向下,⛔ 不具备溃灭所需的回升条件。⇒ 阀口段的主导机理是闪蒸射流(液相在压力低于当地饱和压力时急剧汽化,产生剧烈的体积膨胀与湍流射流)与阻塞流噪声(临界流条件下的强剪切与激波结构)。

什么时候溃灭确实存在:① 阀座局部有压力回升区(例如某些阀型的座后扩张段);② 阀前带液带气、上游已有两相时。这两种是局部现象,⛔ 不能拿来概括整个阀口段。

它归谁:真正典型的溃灭型汽蚀在水泵侧,属主课 G5-04,本课不涉——而这正是范围红线要卡死的一条:水泵汽蚀声与阀口闪蒸嘶声在耳朵里都是「嘶嘶」,机理、判据、对策三样全不同。

⚠ 术语写错的实际代价不是学术问题:报告里写「气泡溃灭」,读的人会顺着汽蚀的路子去查吸入侧压力裕度(NPSH),那条路在冷媒侧根本不通,白查一轮。

1.5 签名表的三条坐标轴(本讲要新写的部分)

前面四节都是分家。分完之后,本讲真正要交付的是一张能写进规程的签名表。它的结构由三条坐标轴定死:

轴一:该源在哪个通道上最先出现。三个通道分别是管内动态压力 p′、管壁加速度 a、近场声压 Lp。这条轴回答「源离哪个通道最近」:

源 通道优先级 判读含义
① 闪蒸嘶声 p′ 领先 → Lp;a 弱且滞后 源在流体里、以空气声为主要辐射路径
② 间歇流咕噜声 p′ 与 a 同强 → Lp 芯体结构参与辐射,结构路径不可忽略
③ 停机回流声 p′ 领先,a 弱 纯流体源,且此时全车无掩蔽
④ 直冷板沸腾声 a 领先(源在包内,麦克风隔着壳体) ⚠ 这一类近场麦克风常常最不敏感,只靠麦克风会整个漏掉
⑤ 换向/除霜冲击 a 与 p′ 同时突跳 冲击型,两个通道都会出现陡沿

⚠ ④ 那一行是这张表上最有价值的一行:直冷板沸腾声在近场麦克风上可能几乎测不到,而乘员在后排靠背处能听见。只配麦克风的试验会把它判成「不存在」。

轴二:带宽形态。只分两类,⛔ 不细分:

  • 宽带底噪整体抬升——谱上一片抬起来,没有明显的峰,也没有周期结构。①③④ 属这一类;
  • 带调制的间歇串——包络上有明显的周期起伏,谱上是宽带载波被调制。②⑤ 属这一类。

轴三:调制频率归到哪个心理声学参量。这条轴直接决定第 5 讲的验收量选哪个,所以必须在建表时就填。口径沿用 L6-01:包络的调制频率 fmod 约 4 Hz 附近 ⇒ 听成一起一伏,用波动强度 F(vacil);fmod 约 20 Hz 以上 ⇒ 听成粗糙音色,用粗糙度 R(asper)。⛔ 两者不得合成一个「抖动类指标」——L6-01 §5.3 已经论证过它会造成两个方向相反的漏判,本课不重述,只在建表规则里写死:签名表的调制频率栏必须同时填 fmod 与它对应的参量名,⛔ 不许只填一个「有调制」。

算例 1-B:从包络周期反推该用哪个参量。某平台停机后录到的间歇流声,在时域上数出2.0 s 内有 9 个可辨的起伏(教学假设值,不对应任何平台)。则

fmod = 9 ÷ 2.0 s = 4.5 Hz。

⇒ 落在 4 Hz 附近 ⇒ 该源的验收量取波动强度 F(vacil),⛔ 不取粗糙度。若同一段声音有人报了一个「粗糙度只有 0.11 asper,判合格」的结论 ⇒ 这个结论用错了参量,它对 4.5 Hz 的起伏本来就不敏感,判据说合格而抱怨照旧。

⚠ 反向的算例同样重要:某阀口段声音的包络起伏数出来是 0.5 s 内 34 个 ⇒ fmod = 68 Hz ⇒ 取粗糙度 R。⛔ 此时若拿波动强度去判,会得到一个近似为零的数,同样是「判据说没问题」。

一张签名表结构示意图,主体是一个三维正交坐标框架的轴测画法,三条轴各带独立文字标签。第一条轴自左向右,标轴一:通道优先级,轴上三个刻度带独立标签,依次写管内动态压力 p 撇、管壁加速度 a、近场声压 L 下标 p,轴旁附一行说明写它回答源离哪个通道最近。第二条轴自下向上,标轴二:带宽形态,轴上两个刻度带独立标签,写宽带底噪整体抬升、带调制的间歇串,轴旁说明写只分两类,⛔ 不细分。第三条轴向纵深方向,标轴三:调制频率与对应参量,轴上两个刻度带独立标签,写调制频率约四赫兹附近对应波动强度 F 单位 vacil、调制频率约二十赫兹以上对应粗糙度 R 单位 asper,轴旁说明写这条轴直接决定第五讲的验收量。坐标框内部散布五个标记点,各带独立文字标签与编号,分别标编号一闪蒸嘶声、编号二间歇流咕噜声、编号三停机回流声、编号四直冷板沸腾声、编号五换向与除霜冲击声,五个点在三条轴上的投影位置各不相同;其中编号四的点用不同形状突出,旁边一个注记框写这一类近场麦克风常常最不敏感,只配麦克风会整个漏掉。坐标框外右侧另有一个大注记框,标题写数值栏从哪来,框内三行分别写各源频段上下限、调制频率区间、三通道相干与相位阈值,框底一行高亮文字写这三栏不是能抄来的常数,必须由本平台自己的三因子扫描填出,随工质与管径与充注架构与阀口几何改。框下另有一行警示写照抄别平台的频段表是本课第一号误区。本图为表结构示意,坐标轴不标数值,⛔ 不得据图读取任何频率或阈值。
图4 签名表的三条坐标轴与它的数值来源。该从图上读出三件事:① 签名表是三维的——通道优先级、带宽形态、调制频率对应的参量,缺任何一条,表都判不了源;② 轴三直接决定验收量,所以它必须在建表时就填,⛔ 不许留到验收阶段再选参量;③ 表里的数值栏没有通用值,必须由本平台自己的三因子扫描填出——本讲交付的是建表方法与判读规则,⛔ 不是一张能抄的频段表。本图为表结构示意,坐标轴不标数值,⛔ 不得据图取值。

1.6 数值栏没有通用值:这是本课第一号误区

签名表画好之后,最想做的一件事就是给它填上数——「闪蒸嘶声 2~8 kHz」「间歇流咕噜声 200~800 Hz 带 3~6 Hz 调制」。⛔ 这些数一个都不许从别的平台抄。

为什么:这三栏(频段上下限、调制频率区间、三通道相干与相位阈值)全部依赖本平台自己的四件事:

  1. 工质——声速、饱和压力曲线、闪蒸时的比容比全不同。R134a、R1234yf 与 CO₂ 跨临界系统的阀口声在频段上不是同一件事;
  2. 管径与壁厚——它决定管内声场的截止频率与管壁的辐射效率;
  3. 充注架构——有没有受液器、有没有气液分离器、并联支路怎么走,决定停机迁移路径与间歇流的周期;
  4. 阀口几何——孔径、座型、下游扩张段形状,直接决定闪蒸射流的特征尺度。

⇒ 抄来的表最危险的后果不是「数不准」,是把本平台的另一类源套进错误的名字:你抄了一张表说「2~8 kHz 是闪蒸嘶声」,而本平台在这个频段上恰好是分配器的间歇流,于是你顺着 G4-02 去查阀前过冷度,查到底也查不出问题——而报告上写着「已排除阀口」。

正确做法:本讲交付空表加填表规则,数值栏由第 3 讲的三因子扫描填。填表规则是三条:

  • 每一格必须写明它是在哪个工况点上测出来的(含 mref、EXV 开度、ΔTsh、nrot、环温);
  • 每一格必须带不确定度带(口径见第 3 讲 3.5),⛔ 不许写单值;
  • 每一格必须注明本平台、本工质、本架构——这张表随平台走,⛔ 不随人走。

1.7 与 L6-01 §5 最后一条要点划清界

L6-01 第 5 讲最后给的是现场识别三条:工况触发清单、空气声与结构声的分界、客观量选取。本课不复述那三条,本课给的是可写进规程的签名结构与判读顺序。两者的差别在交付物的形态:

L6-01 §5 现场识别三条 本课第 1 讲
交付形态 现场口头判断的检查项 一张带填表规则的签名表
使用者 站在车边的试验员 写规程、写 DVP&R 的人
输出 「像是空气声」 「归为源③,通道优先级 p′ 领先、fmod = 4.5 Hz ⇒ 验收量取 F」

⇒ 两者不冲突,是同一条链上前后两段。⛔ 本课不重讲 L6-01 的方法学骨架(本底核验、阶次跟踪与 tacho 同步、相干函数、TPA、心理声学参量定义与算法、Jury Test、DVP&R 报告结构),一律前置引用。

本讲小结:交付两件东西——一条按顺序执行的入场判据(自查 → 判失效 → 换工况轴验证),一张空的签名表加三条填表规则。⛔ 本讲不给任何频段数值,那是第 3 讲的产物。

后面还有 4 讲正文 · 关键公式 · 案例拆解 · 常见误区 · 动手做

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