制冷压缩机振动噪声研究综述

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1、制冷压缩机及其管道系统振动噪声研究综述陈宇慧（福州大学化学化工学院350002）摘要：制冷压缩机是冰箱、空调的主要噪声源，所以制冷压缩机振动噪声的研究已收到广大学者的重视，并且进展也较快。本文在先分析产生制冷压缩机振动和噪声的主要原因后，由理论研究、试验研究和工程应用研究等三个方面来综述制冷压缩机的噪声产生机理，同时提出了减振降噪的措施。关键词：制冷压缩机；振动；噪声；综述压缩机是工业上的重要制冷设备，也是冰箱、空调的主要噪声源，当前“高效、低噪”已成为衡量这些家电产品质量的首要指标。在我国，生产制冷压缩机的历史很长，但真正形成规模生产只有十几年的历

2、史。对于冰箱和空调用压缩机，由于使用场合的特殊性，对其噪声和振动特性的研究，从一开始就受到了人们的重视。但由于试验分析手段及人员的缺乏，对其噪声、振动的研究还很不透测。本文主要根据国内外发表的文献，对这一问题进行了回顾和总结。综述分为制冷压缩机振动噪声的主要原因、振动噪声产生和传播机理研究进展和减振降噪措施。1、制冷压缩机噪声原因制冷压缩机系统产生的噪声主要由机械性噪声、电磁噪声和压缩机产生的流体动力特性噪声构成，以及其他各种噪声的耦合噪声。机械性噪声：机械性噪声主要由摩擦、磨损以及机构间的力传递不均匀产生的。转子及其装配件的不平衡：转子啮合、转子转

3、速波动引起的冲击噪声；开启式螺杆制冷压缩机的电机与连轴器不对中引起的振动与噪声；轴承振动与噪声。机体外部包括机壳、支承结构、底座的振动与噪声。油分离器，蒸发器、冷却系统的振动与噪声。电机轴和轴承之间的相互作用形成电机的机械噪声。Cashmore和Binder认为在滑动轴承中会产生滑动粘滞作用，其会激励压缩机的其它部件产生高频振动【1】。流体动力特性噪声：流体动力特性噪声包括气流噪声和油流噪声。气流噪声主要是吸、排气噪声，包括气体进、出排气腔及转子槽基元容积时形成的涡流噪声，排气过程中回流和膨胀产生的喷流噪声；气流管道脉动及弯头振动、噪声；吸、排气止回

4、阀噪声。油流噪声包括：喷油噪声；油流管道噪声；油泵气穴、困油噪声等。电磁噪声：电磁噪声时电动机中特有的噪声，其属于机械性噪声，在电动机中，电磁噪声是由交变磁场对定、转子作用，产生周期性的交变力引起的振动和噪声。当电源电压不稳定时，最容易产生电磁振动和噪声。2、制冷压缩机噪声产生机理研究进展对于制冷压缩机振动和噪声的产生机理的研究，从一开始就受到重视。但从最近几届的普渡国际压缩机工程会议及制冷会议上所发表的文献来看【2、3】，最近十几年人们在制冷压缩机系统噪声与振动的产生机理方面取得较大的进展。以下主要从压缩机系统振动噪声的理论研究、试验研究和工程应用

5、研究三个方面来概述其研究进展。-4-2.1理论研究在理论研究方面，随着数值计算技术和信号处理技术的发展，机械振动理论、声学理论和测试手段也逐步完善，在压缩机振动和噪声的产生机理方面的研究取得了一系列的成绩。主要有：例如同济大学的黄锁成、靳晓雄和张立军在文献【4】中采用汽车空调用压缩机部件的动力学方面的频谱分析、计算机有限元模态分析和声振试验的频谱分析三者结合的方法，探讨了压缩机的振动和噪声问题；文献【5】中杜桂荣等人为寻找噪声源利用有限元分析技术对涡旋压缩机的壳体进行分析；宋雷鸣和金洪杰利用理论分析和试验研究对DQX系列旋转式压缩机噪声源进行识别【6

6、】。郭蓓、李连生和束鹏程等对汽车空调用旋叶压缩机型线的动力特性分析研究【7】。但是，从国内外对压缩机噪声与振动方面的研究来看，对噪声源识别、噪声与振动分布、噪声与振动特性、噪声与振动控制方面的研究甚少，目前国内还没有形成一套完整的研究思路和研发体系。压缩机的不平衡力和不平衡力矩对其噪声的影响也有好多人进行了研究。在国内，北京轻院谷丰收首先对往复式冰箱压缩机的振动及传递进行了计算机仿真并对其过渡过程进行了较为详尽的研究。Jeckins也进行过同样的工作，得出了如下结论：平衡块只能消除基频（既转动频率）处的不平衡力，而无法消除由于活塞非正弦运动而产生的谐

7、波不平衡力。为了消除谐波不平衡力，Hartog用了以下方法：在连杆上的曲轴连接处分布质量了【1】。压缩机管道内的压力脉动对噪声的影响的研究进行的相对较早，国外在20世纪50年代就对压缩机出口管道振动进行探索研究【8】。理论研究主要是对管内气柱数学模型建立、气柱固有频率、气柱参数（压力、速度、密度等）的计算和管系结构模态和动力响应等的计算。2.2试验研究随着测试、频谱分析和信号分析处理等技术的发展，压缩机振动和噪声的试验研究也得到了发展。文献【9】阐述了如何利用谱分析技术识别压缩机噪声源的方法；文献【10】采用频谱分析技术研究了QD55A冰箱压缩机的噪

8、声；文献【11】和文献【12】应用试验测试分析的方法来识别压缩机的噪声，为工程降噪提供有力的数据【13，14