车载分体式空调器的隔振方法与实践

　　分体式空调器包括室内机和室外机。室内机由于其结构紧凑,在一定程度上具有抵御振动、冲击等机械环境干扰的能力。室外机含有压缩机、输液管以及冷却风机等,是空调器在振动、冲击环境中容易发生故障和失效的敏感部件。根据有关规定:为了保证装备的可靠性,用于地面野战车辆中的设备,必须按国家军用标准及其相关的技术条件进行振动、冲击、跑车等环境试验,以确认设备经上述试验后结构和性能的完好性〔1〕。一般来说,即使是经过结构加固的空调器,在模拟野战环境中也很难保证不出故障。因此,将用于这类场合的空调器室外机进行振动隔离是不可缺少的措施。

　　常用的隔振措施是采用减振器将设备与支承基础隔离。当隔振系统仅受一个方向的激振时,所要求的技术问题并不复杂。如果激振来自x、y、z三个坐标轴向,或者,在规定的频域内,系统因某一频率上发生谐振而造成严重后果时,就必须研究传统隔振模式的适用性问题。本文根据车载空调器在野战环境中的实际工况和试验要求,分析了室外机隔振系统的耦合振动问题。针对室外机的结构特点,将减振器的支承位置布置在室外机的重心平面,使系统在3个方向的激振条件下都可简化成单自由度运动。以此为基础,将”无谐振”隔振原理在x、y、z三个坐标方向构造成无谐振隔振系统〔2〕,并将其应用于工程实践。从而使空调器成功地通过了所有规定的振动环境检测。

　　1　空调器隔振系统的耦合振动与解耦

　　图1(a)表示空调器室外机通过4个减振器支承在越野车辆上。将经过结构加固的室外机视作刚体。则隔振系统简化为图1(b)、(c)所示的力学模型,其运动方程可表示为:

式中:〔M〕、〔C〕、〔K〕分别是系统的质量、阻尼和刚度矩阵,{q}是广义坐标。

　　显然,这是一个单质体多自由度系统的耦合振动方程。当系统的支承受x、y、z的任一坐标轴激励时,都将引起其它方向的耦合振动。通常,将各减振器布置成其刚度中心对称于图1(b)、(c)所示的xoz和yoz两个惯性平面并不困难。假设被隔离对象的重心与其几何中心重合,4个减振器的刚度均相等。则当系统的支承分别受三个方向ze=z0sinpt,xe=x0sinpt,ye=y0sinpt的位移激振时,在忽略阻尼的条件下,其运动方程可分别用以下3个相互独立方程组表示为:

　　以上各式中kz、kx、ky是减振器的弹簧刚度沿3个坐标轴的分量。从中可以看出,系统关于z坐标作非耦合振动。但在x、y方向还存在沿一个坐标平动和绕另一个坐标转动的两联耦合振动,这将给隔振造成很大困难。