降低冰箱压缩机噪声的试验研究

　　1　概述

　　长期以来,噪声和振动始终是困扰冰箱厂家的一个主要问题,也是消费者评价冰箱的一个重要因素。作为冰箱系统中唯一有动力运动部件的压缩机是冰箱的主要噪声源和激振力,压缩机噪声和振动对冰箱的噪声特征有着决定性的影响。本文着重介绍作者在降低冰箱压缩机噪声方面所做的研究。

　　2　冰箱压缩机的噪声源分析

　　2·1　冰箱压缩机噪声分类

　　本文研究的冰箱压缩机是单缸、单级、全封闭往复活塞式压缩机,其结构如图1所示。由其工作原理和结构特点,该冰箱压缩机的噪声可以分为如下三类:

　　(1)机械噪声:由旋转运动件(如曲轴和电机转子以及连杆大头)和往复运动件(如活塞和活塞销以及连杆小头)在不平衡力和力矩作用下产生的振动、运动件间的撞击、摩擦副的摩擦力以及脉动气流激励各结构件所引起的结构振动而辐射的噪声。这种噪声通常称为机械噪声。机械噪声是压缩机的主要噪声源之一。

　　(2)气体噪声:气体噪声包括吸、排气噪声和气体动力噪声。其中排气噪声是主要的,气体经过压缩后瞬间排放,气体膨胀形成湍流喷注噪声、液体扰动噪声等。气体噪声在冰箱压缩机中往往占有主要部分。

　　(3)电磁噪声:电机定子和转子气隙不均匀等引起的噪声。一般情况下,电磁噪声不是压缩机的主要噪声源。

　　2·2　冰箱压缩机噪声传播途径分析

　　电冰箱压缩机的电机和机械结构件通过4个支撑弹簧支撑在密闭的钢壳里。压缩机辐射的噪声是由壳体的振动而辐射的。壳体的振动一方面来自压缩机工作时产生的振动,通过连接弹簧和内排气管传递给壳体,使壳体振动和辐射噪声;另一方面压缩机工作时因机体振动辐射的机械噪声和气体工作产生的流体噪声等在壳体内产生一个能量极大的声场,该声场以声激励的形式激励壳体振动并辐射噪声。这是压缩机噪声两种主要的传播途径。如图1所示,压缩机的振动和噪声可以通过充满壳体的制冷剂气体(气体通道),压簧支架(固体通道)和冷冻机油(液体通道)传到壳体,再由壳体辐射出去。

　　2·3　所研究的冰箱压缩机的噪声特性

　　冰箱压缩机的噪声往往用A计权声功率表示。图2是本文所研究的冰箱压缩机的典型1/3倍频程噪声频谱图。由图2可见,压缩机的噪声分布在很宽的频带范围(100~20000Hz),而且在中心频率为500Hz、630Hz以及2.5kHz、3.15kHz处有突出的峰值。国内外很多文献认为前者峰值与压缩机吸气噪声有关,后者与排气噪声有关,5kHz以上的噪声一般认为与摩擦噪声有关。