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单词 电冰箱压缩机的噪声控制
释义

【电冰箱压缩机的噪声控制】
 

拼译:noise contro1 of compressor in household refrigerator
 

家用电冰箱的噪声控制从20世纪60年代已开始引起各国学者的关注,并对电冰箱的主要噪声源——压缩机——进行了广泛的研究,可归纳为以下3类:

1.电冰箱压缩机吸排气系统的噪声研究。T.J.Trella和W.Soedel的研究认为,电冰箱压缩机阀片的振动和制冷剂气流的耦合是造成压缩机工作噪声的主要原因,合理地设计阀片,能明显地降低压缩机工作噪声,R.L.Lowery和R.Chen对电冰箱压缩机吸排气阀片的各阶振型及自振频率进行了充分的试验研究,并指出它们的频率均处在可听声范围之内。C.N.Johson和J.F.Homitona在研究回转式压缩机噪声之后指出,通过增大排气腔的体积可减小排气压力脉动,达到降低噪声的目的。基于上述空气动力性噪声的研究,这些年来在压缩机吸排气阀的设计方面有了很大的改进并在吸排气气道中设计了多种类型的消声器,都能起到良好的降噪效果。例如,在美国泰康公司和意大利意瑞公司的某些型号的压缩机吸排气气道中都设计了2级扩张型消声器;国产雪花牌QF21-93型压缩机上,除在吸排气气管中设有2级扩张型消声器外,在吸气道中另增加了一个干涉消声器;日本HITCHI公司100W压缩机在吸排气气腔中各设3级扩张型消声器。近年来,宁夏轻工设计研究所和北京电冰箱压缩机厂在对雪花牌电冰箱QF21-93型压缩机进行充分的理论研究和大量样机试验以后,提出了一系列降低吸排气空气动力性噪声的措施,使QF21-93型压缩机的噪声又降低5~6dB(A)。这些措施中包括合理选择排气腔的扩张比和改变吸气腔管道的插入量,从而增大了消声量并改变了消声器的频率特性,以弥补原消声器中的漏频现象。

2.电冰箱压缩机封闭壳体振动和声辐射的研究

对全封闭式压缩机而言,所有的振动和噪声都会通过不同途径传递给封闭壳体并使之振动辐射噪声。因此,国内外专家对封闭壳体的形状、尺寸和材料也进行了大量的研究。例如D.J.Ingalls考虑到封闭壳体内气体压力的高低和滑体的多少对声辐射的影响,发现扁壳理论更适用于压缩机封闭壳体自振频率和振型的计算。以后还有些人通过有限元法和全息光弹手段,分析了几种常见封闭壳体形状的一些低阶振型,并指出应适当地提高封闭壳体的动刚度,能使低阶振型的自振频率向高频区转移,这样可避免激振力引起封闭壳体在可闻频率范围内共振。以后,出现了许多种形状的封闭壳体(如椭圆形、圆柱形或在壳体上加筋条)等。清华大学等单位组成的联合试验研究小组采取了加大壳体壁厚的措施,除起到增大隔声量的作用外,同时也提高了壳体的刚度,得到降低压缩机噪声的效果。

3.电冰箱压缩机振动系统的研究。封闭壳体是电冰箱压缩机最终的声辐射体。然而导致壳体振动的原因,除吸排气系统消声器设计不当外,压缩机本身的振动通过内部悬挂弹簧向壳体传递的激振力是另一重要的激振源,因而对压缩机体振动系统的研究显得格外重要。在这方面,C.H.Gerhold和G.W.Gotediff先后建立了压缩机刚体振动的数学模型,并用数值方法在计算机上求出压缩机稳态运行时的振动规律,为压缩机体振动规律的深入研究以及对压缩机振动和声辐射的预测奠定了基础。北京轻工业学院机械系注意到电冰箱过渡过程(特别是启动过程)的噪声会超过稳态过程的15~20dB(A)。而且,通常情况下发生的频次大约为20min一次。这样突发的响声,在夜间会对安静的环境产生严重的影响。北京轻工业学院着重研究了过渡过程中电冰箱压缩机产生振动和噪声的规律并通过试验确认:过渡过程中出现强烈振动和声辐射是由压缩机体刚体振动系统的过渡响应而引起,近而把压缩机及其躯动电机组成的刚体振动系统以6个互相耦联的二阶常系数非线性微分方程加以描述。由于过渡过程的时间短暂和影响参数众多,常规的测试手段难以实现其试验研究,所以采用了数字计算机仿真技术。用FORTRAN语言编制了刚体振动系统的仿真程序包,并在CCS-300微机上(Cp/M操作系统)进行了仿真运行。仿真试验所得的结果和理论分析完全吻合,并提出了相应于某一电机特性的最佳悬挂弹簧参数。这一选配,将会使压缩机的刚体振动系统,在过渡(启动)过程中得到最小的冲击响应,使该过程中出现的振动和噪声大为降低。

在电冰箱噪声控制方面,尽管进行过多方面的理论探讨,但对在生产实践中进一步降低电冰箱噪声的效果并不显著。迄今为止,电冰箱的噪声级仍保持在40dB(A)左右。若想继续改善,确实存在极大困难。因为,电冰箱本身已属近代新技术产品,力学平衡、声辐射、隔声和消声等技术均已有一定的考虑;此外,在生产过程中零件加工和装配质量也会影响噪声控制措施的效益。例如,在国产QF21-93型压缩机上进行的工艺性专项试验证明,曲柄滑管机构的加工和装配精度之差异,能使其噪声值相差8~14dB(A)。所以,解决这一问题除应按上述常规原则继续考虑降低压缩机的功率外,应进一步把电冰箱的声学特性和它所处的特定的工作环境(生活间)联系起来综合研究,也即从“生活间声学”的角度去探讨电冰箱将应具备的声学特性。

【参考文献】:

1 Trella T J T,Soedel W.On Noise Generation of AirCompressor Autmatic Read Valves,Proceedings of 1972 Purdue Compressor Technology Conference,July 1972

2 Lowery R L,Chen R.Experimentel Determination of Natural Fequencies and Modes of Compressor Read Valves,As HRAE J.Feb.1963

3 Johson G N,Hamilton Fractiona J F.Horsepower Rotary Vane,Refrigerant Compressor Noise study,Proceedings of 1972 Purdue Compressor Technology Conference,July 1972

4 乔五之,姚仲渊.QD60-D型电冰箱压缩机的低噪声设计

5 Ingalls D J.Understanding Noise Radiation form a Hermetic Compressor,Proceedings of 1972 Purdue Compressor Conference,July 1972

6 Fumitosni Saito,et al.Noise Reduction of Hermetic Compressordy Improvement on its shell Shape,preceedings of 1980 Purdue Compressor Tothnology Confreence,1974

7 Kenji Tojo,et al.Noise Reduction ofHermetic Compressor dy Improvement on its shell Shape,preceedings of 1980Purdue Co-mpressor Tothnology Confreence,1974.

8 压缩机振动和噪声试验研究小组,降低压缩机振动和噪声的试验研究,家用电器科技.1981.4

9 Gerhold C H.et al.Rigid Body Vibrations of Comprssors,Proceedings of 1978 Purdue Comprssor Technology Conference,July 1978

10 谷丰收.家用电冰箱启动和停车过渡过程中振动与噪声的研究(硕士学位论文),北京轻工业学院机械系,1985

(北京轻工业学院乔五之教授撰)

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