降低冰箱噪声的试验研究

　　1　前言

　　目前中国正在成为世界家电制造中心,其中家用冰箱2001年销量达到1360多万台,冷冻箱销量达410多万台。迅速增长的生产能力也带来了日趋激烈的市场竞争,从而也对作为重要竞争手段之一的产品各方面的性能指标提出了更高的要求。噪声和振动既是产品质量的体现,亦是冰箱用户最关心的指标。

　　这种形势也对作为冰箱和冷冻箱心脏的压缩机的噪声和振动提出了更严格的要求。仅仅孤立地研究压缩机本体的噪声和振动已不能满足用户和市场的需要,必须考虑到压缩机的噪声和振动对冰箱系统所带来的连带影响。

　　本文针对一种高效的活塞式压缩机装上冰箱后发出频率在200~315Hz (1/3倍频程)令人不悦的嗡嗡声的问题,着重介绍了噪声源的识别、重新设计压缩机的吸气消音系统、从而降低所匹配冰箱的噪声声功率的理论与试验研究。

　　2　冰箱噪声源识别

　　在我们开发的高效R134a压缩机中,压缩机本身的噪声(A声功率级)约为37dB (A)左右,但是装上冰箱后,有时在冷冻室门前能听到一种低频的嗡嗡声,听着使人很不舒服。此时冰箱噪声A声功率级达40dB (A)以上,而且冰箱门振动比较大。冰箱的冷冻室门前的噪声频谱见图1。可以看出,嗡嗡声的频率成分在48Hz、96Hz、144Hz、244Hz、292Hz、344Hz等低频处。

　　为了进一步找出这种嗡嗡声的来源,测定了:

　　①压缩机运转时冰箱冷冻室门、蒸发器、压缩机进气管、排气管以及壳体的振动加速度;②冰箱冷冻室门、冷藏室门、蒸发器、左右侧板、压缩机整机等各个结构件的固有频率。通过对数据的处理,发现冰箱蒸发器的固有频率与压缩机的吸气管振动加速度频率在144Hz, 256Hz, 294Hz, 340Hz处吻合,因此认为嗡嗡声与吸气管振动密切相关。压缩机吸气管的振动引起了冰箱蒸发器的振动,再通过搁架、冰箱门等将噪声传递并辐射出来。

　　3　降低冰箱噪声理论和试验研究

　　3·1　吸气管钻孔试验

　　3·1·1　吸气管钻孔的降噪原理

　　吸气管钻孔相当于在吸气通道上增加了高通滤波器,这些小孔相当于声学旁路,它的传递系数可以用式(1)表示[5,6]。

式中μ—传递系数;

　　c—制冷剂音速;

　　S—吸气管横截面积;

　　r—吸气管钻孔半径;

　　ω—气流脉动频率;

　　l—吸气管壁孔的等效长度

　　在低频部分μ很小,高频时μ接近于1。所以,气流脉动的能量中,高频部分能传递到后面部分。也就是说,在吸气管上适当钻孔,可以降低低频的气流脉动。增加小孔半径,μ会减小,气流脉动也将减小,但是会影响压缩机的效率。而且,过大的小孔半径会降低低频阻隔效果。最优化的小孔数目和孔径应由试验来决定。