冰箱壓縮機流水噪聲的研究

易宇

摘 要：介紹了冰箱壓縮機流水噪聲對壓縮機噪聲的影響，然后通過試驗和觀察，找出了冰箱壓縮機流水噪聲的產生原因，并提出了消除冰箱壓縮機流水噪聲的方法，以供參考。

關鍵詞：壓縮機；流水噪聲；冷凍機油；曲軸油泵

中圖分類號：TM925.21 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.21.065

隨著時代的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對冰箱噪聲的要求越來越高。壓縮機是冰箱的主要噪聲源，因此，對其進行研究非常有必要。筆者通過測試，發(fā)現(xiàn)同一臺壓縮機在出現(xiàn)流水噪聲時，其噪聲會有所增大。由此可見，流水噪聲會影響壓縮機噪聲。對此，筆者做了大量試驗，分析了流水噪聲的成因，并提出了消除流水噪聲的方法。

1 流水噪聲對壓縮機噪聲的影響

為了掌握流水噪聲對整機噪聲影響的具體數(shù)據(jù)，我們對比測試了壓縮機正常運行時的噪聲和有流水噪聲出現(xiàn)時的噪聲。選用我廠1/10HP壓縮機，測試工況符合《電冰箱用全封閉型電動機 壓縮機》（GB/T 9098—2008）中的規(guī)定，一共測試了5臺，測試結果如表1所示?？梢?，流水噪聲出現(xiàn)時，同一臺壓縮機的噪聲要增大4～6 dB（A）。

2 流水噪聲的發(fā)生源

壓縮機內部流水噪聲必然與其冷凍機油有關，尋找其發(fā)生源，就應從冷凍機油的循環(huán)潤滑過程入手。

圖1是全封閉壓縮機的結構示意圖。如圖1所示，內部泵體為立軸式安裝，壓縮機殼體底部的冷凍機油在曲軸高速轉動下被泵吸上來，通過曲軸中的偏心油道和螺旋油槽輸送至上部的連桿和活塞等運動摩擦表面（對于滑管活塞式壓縮機，為十字頭、活塞、滑管）。完成潤滑后，被運動件甩出的冷凍油在重力作用下又返回殼體下部油池中，完成一次循環(huán)。由于全封閉壓縮機是封閉式結構，冷凍機油完成潤滑后的返回過程是不能被看到的。我們猜想，可能是冷凍機油在壓縮機上部被甩出后四處飛濺，滴落在殼體油中發(fā)出流水噪聲。為驗證以上猜想的正確性，我們特意裝配了3臺不封蓋壓縮機，按規(guī)定注入冷凍機油，通電空載運轉，然后觀察油被甩出后的滴落過程。令我們吃驚的是，油并不像我們想象的那樣會四處飛濺、滴落，而是幾乎所有的油都散落在活塞和滑管往復運動掃過的范圍內，然后通過曲軸箱中的部孔隙滴落在轉子上，被轉子高速旋轉（2 920 r/min）的離心力拋向定子內表面繞組線圈上。由于油有一定黏度，因此附著在定子表面，沿著繞組線圈間隙流到定子下端線包上，而下端的線包是浸沒在冷凍機油中的，不會發(fā)出流水噪聲。

通過試驗和觀察，我們否定了油返回過程中會產生流水噪聲這一猜想。那么流水噪聲唯一的產生就只能在曲軸泵吸上油的過程中。其工作原理是：轉動的錐形延伸油管（或吸油嘴）里由于離心力作用，分解出一個油的向上壓力。其中較重的部分（油）分布在四周，而其中較輕部份（油中溶解吸收的制冷劑）靠在錐中心，通過放氣管導出，而冷凍油在離心力分解出的向上壓力的推動下，經偏心油道輸運至各摩擦表面。

放氣管排氣孔是曲軸油泵唯一可排出液體的小孔，那么流水噪聲是否由此產生呢？為此，我們做了以下對比試驗。

試驗一：將3臺有流水噪聲的壓縮機泵體從殼體中取出，然后將曲軸油泵的排氣孔堵上，看是否有流水噪聲。

試驗二：將試驗一中的排氣孔恢復原狀，看是否有流水噪聲，試驗結果如表2所示。從表2中可以看出，曲軸油泵的放氣管排氣孔是流水噪聲的發(fā)生源。

3 流水噪聲的成因分析

正如前面所述，曲軸油泵的排氣孔的作用是將油泵分離出的制冷劑氣體導出，正常情況下只排氣，不會有油排出。而目前流水噪聲在此處產生，說明已有冷凍機油從此孔排出。只有當油面達到排氣孔或很接近排氣孔下邊緣時，油才會在離心力的作用下從排氣孔的空心鉚釘中拋出至殼體中儲油器油面，發(fā)生流水聲。

我們測量了有流水噪聲的壓縮機油面高度和無流水噪聲的壓縮機油面高度，測量結果如圖2所示。其中，H1為有流水噪聲壓縮機的油面高度（已達到放氣管），H2為無流水噪聲的壓縮機油面高度?？梢?，測量結果與上述分析完全吻合。為進一步論證得出的結論，我們將有流水噪聲的壓縮機的注油量減少40 mL，人為地降低油面，結果流水聲消失了；當再加入40 mL油時，流水噪聲又出現(xiàn)了。由此可見，注油量過大、油面過高（達到曲軸放氣管排氣孔位置）是流水聲產生的原因。

4 流水噪聲的消除方法

曲軸油泵的排氣孔是流水噪聲的發(fā)生源頭，如果將其堵死，當然可消除流水噪聲，但此排氣孔的作用是導出油泵分離出的制冷劑氣體，保證進入軸承的油是幾乎不含制冷劑的油，以免潤滑不良。如果將其堵死，將會產生不良影響，顯然不可。

既然流水噪聲是由冷凍機油面達到曲軸排氣孔所致，那么我們可以在保證潤滑的前提下，減小注油量，降低油面高度，即可消除流水聲。但在測試中，我們發(fā)現(xiàn)減小注油量雖然消除了流水聲，但由于上油量過小，整機噪聲比原無流水噪聲狀態(tài)時還大。表3為一組壓縮機注油量減小65 cm3（原注油量A cm3）前后的噪聲對比，表4為另一組壓縮機油量分別減小20 cm3和40 cm3的噪聲對比。

由此可見，注油量減小得越多，噪聲越大。減少20 cm3注油量的噪聲小于減少40 cm3的，減少40 cm3的噪聲又小于減少65 cm3的，但減少40 cm3和減少20 cm3注油量的壓縮機的噪聲相差僅0.13 dB（A）。因此，在保證潤滑、消除流水噪聲的前提下，綜合考慮成本因素，可選擇注油量減少40 cm3的解決方案。

經過生產檢驗，注油量減少40 cm3的壓縮機已無流水噪聲，整機噪聲平均水平控制在39 dB（A）以內。

5 結束語

在人們對冰箱質量要求日益提高的今天，冰箱壓縮機噪聲作為衡量冰箱質量的標準之一，如何消除顯得尤為重要。因此，在生產壓縮機的過程中，要采取有效的措施來消除流水噪聲，降低壓縮機的整體噪聲，保證不影響人們的正常生活。

參考文獻

[1]陳剛，辛電波，彭學院.小型制冷壓縮機降噪研究現(xiàn)狀[J].噪聲與振動控制，2007（03）.

[2]章勇珍.電冰箱能效等級不確定度評定[J].現(xiàn)代測量與試驗室管理，2015（03）.

〔編輯：王霞〕