空调器音质的故障诊断以及减振降噪研究

　　1　引言

　　随着家用空调器的不断普及,空调器的噪声越来越受到用户的重视,而用户对空调的噪声性能也比对其他性能要求更高。近两年来,由于空调技术的发展,空调器的减振降噪主要是改善空调的音质。

　　针对60Hz的某款窗式空调,在生产中发现空调的噪声级能很好的满足设计标准值,但室内有明显的“嗡嗡”声,经测试发现噪声谱上有176Hz的峰值,由于对空调器的音质目前没有量化的标准,因此对峰值的分析还是采用主观判别法[1]。本研究就是利用空调噪声研究的测试方法和主观判别法,对空调音质上的故障进行诊断并对空调器的音质加以改善,以提高空调的噪声性能。

　　2　实验装置

　　对于空调器噪声的故障诊断以及测试分析的方法有:(1)声功率谱分析;(2)振动分析;(3)传递函数分析;(4)压力脉动分析。本研究用到了以上的测试分析方法,测试装置框图如图1所示。

　　四通道的Pulse(丹麦BK)系统可以同时对四点的噪声或四点的振动进行测试和分析,另外还可以对空调钣金件、空调压缩机系统进行固有频率分析,适合空调系统噪声、振动的故障诊断。

　　3　故障诊断分析

　　图2是本研究的测试样机的室内侧噪声功率谱,测试发现:低档时空调频谱图上有一明显的176Hz的峰值,大小为40·9dB(A)。可以判定是由于176Hz纯音的存在导致了空调音质的恶化。要改善空调的音质,必须将176Hz的峰值降至人耳感觉舒服的范围。研究采用了空调器噪声(音质)的故障诊断技术寻找176Hz的噪声源。

　　3·1　空调器部件振动分析

　　由于空调器噪声是由空调器系统部件的振动引起的,寻找振动大的部件是本故障诊断的基本任务。在测试中发现,用手压住压缩机的顶板,峰值有改善,附加高弹性阻尼材料,音质改善不明显,说明钣金件是噪声辐射源。阻尼没有对噪声降低,说明钣金件贴上阻尼后,整机的振动模态有变化,由钣金件辐射176Hz变成其他部件辐射176Hz噪声,钣金件还不是真正的噪声辐射源。

　　压缩机及其管路振动也可能是空调器的噪声辐射源之一,空调机体振动大、空调器管路振动大,都会引起与之相连的冷凝器、钣金件发声。为此我们对以上部件的振动进行了测试,以便找出振动、发声最大的部件。表1是对各部件的振动测试结果。

　　从表中发现,利用阻尼处理后,176Hz的振动可以明显降低,但噪声并没有明显的改善,有时还有增大的趋势。说明对以上部件进行处理后,空调器176Hz的振动模态发生了变化(顶板与冷凝器的振动相位关系)[3]。表1中,压缩机的176Hz振动加速度并不大。经阻尼处理前后,顶板和排气管的振动都较大,而压缩机、排气管、顶板相连,这四个部件的振动是引起噪声的主要部件。