降低冰箱压缩机机械噪声的试验研究

徐建中 姚思 查诚林 廖小宁 徐延辉 杨任平 杨海线

（华意压缩机股份有限公司 江西省景德镇市 333000）

1 引言

压缩式电冰箱的制冷系统由压缩机、冷凝器、蒸发器、干燥过滤器和毛细管组成。压缩机是电冰箱制冷循环系统的重要部件，它好比人的心脏。电冰箱借助这个“心脏”，使制冷剂在系统的管道中不断循环。压缩机的噪声直接影响着冰箱整机噪声。

随着消费者对冰箱噪声要求越来越高，冰箱厂家对压缩机噪声控制也提出了更为严格的控制要求。噪声问题一直是压缩机设计和制造过程中比较难控制的环节，其影响因素很多。本文着重介绍作者在降低冰箱压缩机机械噪声方面的试验研究。

2 冰箱压缩机噪声源分析

2.1 冰箱压缩机噪声来源

压缩机的噪声一般来源于以下6个方面：

1)机械噪声。主要是由不平衡的往复惯性力和旋转惯性力造成。它使支撑弹簧，排气管等加大振动而产生噪声，它还使曲柄连杆机构的摩擦声和冲击声加大。当曲柄连杆机构的配合间隙过大时，这种噪声会更显著。压缩机的零件表面粗糙度差，尺寸精度和形位公差不好时，噪声也会显著增加。机械噪声还包括气阀开启和关闭时产生的冲击声。气阀的自激振动也产生噪声。

图1

图2 小批抽测压缩机噪声频谱

图3 噪声大压缩机活塞

表1 测试数据

表2 噪声大压缩机零件测试数据

表3 零件配合度测试数据

表4 重装压缩机噪声测试数据

图4 重装后抽测压缩机噪声频谱

2)气流噪声。气流噪声是指气流通过各零件产生的噪声。如通过吸气管、消音器、阀组、气缸、排气管以及定子与转子之间的气流产生的噪声。由于气流存在着压力脉动，所以它可能加大这些部位的振动，特别是排气管的振动。

3)压缩机零部件的共振声。零部件的共振声主要发生在壳体、排气管、消音器和支撑弹簧等处。

4)润滑油的喷射声和油泡声。

5)壳体内气体的泄漏声。

6)电动机发出的电磁声。

2.2 噪声测试对比

就目前生产水平而言，各冰箱厂家对冰箱压缩机噪声控制基本在40dB(A)以下。本文所要研究的这款压缩机要求噪声≤40dB(A)、振动≤0.7m/s2。研发阶段噪声样机噪声基本控制在39 dB(A)以内，噪声平均值为38.03 dB(A)，振动平均值为0.33 m/s2，满足设计要求。小批试制20台，抽样测试噪声最高达44.7 dB(A)，严重超标，与前期研发阶段样机对比，噪声平均高出5.4dB(A)，具体测试数据见表1。

3 噪声超标原因分析

根据经验，一般认为频率在900Hz附近的噪声是由于压缩机内部气流脉冲造成的，频率在2000Hz附近的是由于气阀造成的，超过3500Hz的部分是由于压缩机机械摩擦造成的（摩擦副磨损异常）。如图1所示。

图2为小批抽检压缩机噪声频谱。从频谱可以看出，小批阶段压缩机噪声在4kHz频段超高，超过了40dB(A)，是引起压缩机整机噪声超标主要根源。

对噪声超标3台压缩机开壳分析，经测量仪检测：曲轴、连杆等磨损正常,活塞末端存在严重拉毛（见图3）。初步判断活塞拉毛是造成压缩机噪声异常超标的主要原因。

4 活塞拉毛原因分析

为了进一步查找活塞拉毛原因，对开壳后压缩机零件进行精度检测和控制。

4.1 零件精度检测

检查曲轴箱两孔垂直度、缸孔圆度，以及缸头扭矩大小对缸孔变形量，检查活塞垂直度，活塞圆度、活塞圆柱度，数据均符合控制要求，具体测试数据见表2。

4.2 零件配合度检测

在保证活塞和缸孔圆度、圆柱度、垂直度、粗糙度等合格的情况下，活塞与缸孔配合间隙必须严格按要求控制在7.5～9μm。如果配合间隙过小，零件难装配容易造成零件表面损伤，导致摩擦阻力加大使压缩机噪声增加。通过分检仪检查该3台压缩机活塞与缸孔配合间隙，均符合工艺控制要求，说明零件配合度方面无问题，具体测试数据见表3。

4.3 零件表面清洁度检测

检查库存的曲轴箱、活塞，由于长时间积压，缸孔、活塞表面有较多灰尘。造成零件表面清洁度差，可能原因有：

1)零件放置时间过长,特别是总装生产时多余的泵体拆下的零件，因配合运动副表面滴有装配用油，容易粘灰尘。

2)曲轴箱刷孔采用的镍合金柱形刷未定期更换，造成零件表面污染。

3)总装车间曲轴箱摆放上层曲轴箱没有加盖板防尘，容易粘灰尘类杂质。

4)零件本身清洗没有达到控制要求。

4.4 针对以上四点的解决措施

1）在装配前必须对此类零件进行重点检查，如不符合装配要求，则退回机加车间进行返工处理。

2）定期更换镍合金柱形刷。

3）对摆放上层的曲轴箱加盖板防尘。

4）提高零件清洗工艺要求并加强对零件清洗后的检验。

5 验证试验

为验证零部件表面杂质造成活塞拉毛，将该型号压缩机库存的曲轴箱进行重新清洗，活塞进行表面再次刷光处理，装机后测试压缩机在4kHz频率段噪声明显降低至35dB(A)左右（见图4），压缩机单机噪声均在40dB（A）以下，满足控制要求，具体测试数据见表4。

6 结论

噪声问题一直是压缩机设计和制造过程中比较难控制的环节，且影响因素众多。本文通过对压缩机机械噪声方面的研究以及制造过程对零件精度控制，得出引起压缩机噪声超标原因。同时指出在制造过程中需要严格控制零件精度、配合度、清洁度等，可以在一定程度上降低压缩机机械噪声，满足设计要求。

[1] 刘东 主编 小型全封闭制冷压缩机[M],北京：科学出版社，1990；

[2] 王毅 冰箱压缩机噪声及降噪分析.家电科技，2004年第4期；

[3] 沈海波 巨小平 降低冰箱压缩机噪声的试验研究.流体机械，2003年第31卷第7期。