一.前言

分體式空調(diào)器室外側(cè)的噪聲源來自三個部分：即壓縮機、風機風扇及其連接部件所激發(fā)的共振激振。而壓縮機對于整個系統(tǒng)來說占了主要部分。由于空調(diào)器壓縮機使用場合的特殊性，對其噪聲和振動特性要求也較高，但由于缺乏實驗分析手段，還無法對其噪聲、振動進行透徹研究。本文只能結(jié)合有關(guān)文獻和我們實驗所得經(jīng)驗，從壓縮機噪聲源識別、壓縮機噪聲、振動的傳遞途徑、壓縮機噪聲輻射等方面探討壓縮機噪聲的控制方法。

二.壓縮機噪聲及控制

1.壓縮機的噪聲源識別
由于制冷壓縮機為全封閉式，其聲源可分為電機噪聲和機械噪聲兩類。
1.1 電機噪聲
電機噪聲由電磁噪聲、機械噪聲和氣動噪聲組成。其中電磁噪聲產(chǎn)生的機理有以下三種：
1.1.1 磁滯伸縮  
磁滯伸縮指材料在磁化時產(chǎn)生尺度體積的變化。一般來講，這種變化非常小，只有在與聲體輻射相互振動耦合時，才會產(chǎn)生噪聲，這種噪聲一般產(chǎn)生在工頻及其諧波頻率上,如50Hz、100Hz處。
1.1.2 磁滯性
磁滯性是磁滯材料在磁場作用下的非線性效應(yīng)，低磁滯材料盡管有較低的磁滯伸縮特性，但是它比通常的材料容易飽和。當材料出現(xiàn)飽和時，電源輸入會在電機中產(chǎn)生一系列諧波，這些諧波在較寬的頻域中會產(chǎn)生振動激勵。
1.1.3 磁吸引力
磁吸引力是指電機結(jié)構(gòu)中不同極性的相互引力，由于引力產(chǎn)生的位移要比磁滯伸縮產(chǎn)生的位移大的多，吸引力的作用產(chǎn)生變形使電機空氣間隙發(fā)生變化，容易產(chǎn)生磁場振蕩。實驗發(fā)現(xiàn)：當旋轉(zhuǎn)柱塞或壓縮機的轉(zhuǎn)動偏心率由10%增大至20%時，電機電磁噪聲將增加3-4dB。當然，如果使電機轉(zhuǎn)動的自振頻率避開電源諧波頻率，也能使電機電磁噪聲大幅度降低。
另外，電機軸和軸承之間的相互作用形成電機的機械噪聲。可以認為在滑動軸承中產(chǎn)生了滑動粘滯作用，這種粘滯作用會激勵壓縮機的其他部件產(chǎn)生高頻振動。
1.2 壓縮機的機械噪聲
壓縮機閥片運動作用、氣體壓力脈動以及各種運動部件都可能成為噪聲振動激勵源。同時，由于電機與壓縮機機體整體連接，電機也是壓縮機機體的激勵源。
通過對閥片系統(tǒng)的修改，可以明顯降低壓縮機的噪聲。實驗發(fā)現(xiàn)：隨著制冷系統(tǒng)流量增加，閥片運動產(chǎn)生的噪聲會上升為主要聲源。通常，壓縮機開啟的瞬間，閥片是壓縮機最主要的噪聲激勵源，如果此時能夠有效消除閥片的顫振，就可以大大降低閥片噪聲。
壓縮機閥片撞擊閥座能夠引起機體振動從而輻射噪聲。通過研究閥座的表面特性，對閥片和閥座動態(tài)響應(yīng)等影響因素，發(fā)現(xiàn)通過以下方法可降低閥座的沖擊響應(yīng)：降低閥片對閥座的撞擊速度，降低閥片升程限制器的高度，選擇較韌軟的閥座材料以破閥片閥座之間的阻抗匹配。
總之，閥片噪聲主要由氣體壓力脈動、閥片升程噪聲和閥座撞擊噪聲引起。解決此類噪聲的主要措施有如下這些：
A． 采用吸氣、排氣消聲器
B． 正確的閥口形狀
C． 合適的閥片升程限制器及高度
D． 增加閥片彈簧阻尼
至于氣體壓力脈動對壓縮機噪聲的影響，通過實驗發(fā)現(xiàn)有以下現(xiàn)象：
壓縮機總體噪聲隨著吸氣壓力的增大，噪聲下降，而隨著排氣壓力增加，噪聲增加。對這一現(xiàn)象的解釋是：吸排氣壓差減少，會降低旋轉(zhuǎn)式壓縮機的不平衡力矩，從而降低噪聲。
壓縮機流量與噪聲有很強的相關(guān)性。噪聲在中等流量時達到最大值，隨著流量增加，噪聲急速下降。低頻噪聲與流量關(guān)系不大，4000 Hz以上的噪聲在吸氣壓力逐漸減少到真空時，急劇下降。因此認為高頻噪聲與氣體流動有關(guān)。
對于旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機，氣體壓力脈動作用于壓縮機的轉(zhuǎn)子和氣缸，是壓縮機噪聲的最大激勵源。實驗發(fā)現(xiàn)排氣口與轉(zhuǎn)動槽之間存在壓力駐波。通過放大排氣腔和開設(shè)一個阻流槽消除駐波，就可以在幾個頻段處降低噪聲。對于滾動活塞式壓縮機，其壓縮腔內(nèi)的壓力沖擊脈動是最主要的噪聲源，通過開設(shè)變換槽可以減少壓力脈動，采用這個思路在滾動活塞式壓縮機的排氣口處開設(shè)一個消聲器，經(jīng)過修改，發(fā)現(xiàn)對高頻噪聲的降低非常有效。
壓縮機的不平衡力和不平衡力矩對其噪聲也有很大影響。一般來說，對于單缸往復式壓縮機，平衡塊只能消除基頻處的不平衡力，而無法消除由于活塞非正弦運動而產(chǎn)生的諧波不平衡力。
制冷劑及制冷機油也有可能成為振動和噪聲的激勵源。氟里昂在低壓高溫條件下產(chǎn)生閃點氣穴現(xiàn)象時能產(chǎn)生噪聲。
另外，曲軸振動也是壓縮機產(chǎn)生高頻噪聲的主要因素。
2．壓縮機噪聲振動傳遞途徑
根據(jù)全封閉壓縮機的結(jié)構(gòu)，我們可以把傳遞路徑分為三類：
1． 固體路徑（彈簧、管、機體總成）
2． 液體途徑（冷凍油）
3． 氣體通道即制冷氣
2.1 固體通道
由于聲波的傳遞大小與媒質(zhì)的特性阻抗（密度與聲速的乘積）有關(guān)?？梢哉J為固體通道是壓縮機最重要的傳輸途徑。降噪的主要措施如下：隔振選用固有頻率盡量低的彈簧，彈簧與機體連接處盡量選用特性阻抗低的材料。
除彈簧外，吸排氣管也同樣是重要的傳遞通道：壓縮比增加時，管路的剛度增加，從而固有頻率增加；當質(zhì)量流量增加時，管路自振頻率將下降，當然，也可使管路剛度下降，從而避開壓縮機旋轉(zhuǎn)頻率及其諧波。另外如果能夠采用一個汽車空調(diào)軟管替代現(xiàn)行的銅管，也能取得良好效果。
2.2 氣體通道
全封閉壓縮機腔內(nèi)充滿了制冷氣體，當機體振動時，制冷劑被激勵，一方面將振動傳輸出去，另一方面有可能產(chǎn)生共振，將振動放大，從而使外殼產(chǎn)生更大的噪聲。另外，除氣體脈動外，機體本身的振動也有可能成為共振激勵源。
3. 壓縮機噪聲的輻射
不管壓縮機機內(nèi)機理如何，壓縮機最終還是以封閉外殼振動向外輻射的形式產(chǎn)生噪聲。一般來說，壓縮機周向剛度曲率半徑、氣體壓力、氣體密度等因素也對外殼的固有頻率產(chǎn)生影響。在外殼的所有參數(shù)中，對其輻射能力影響最大的因素是其固有頻率。通常，通過增大外殼的剛度，提高壓縮機外殼的固有頻率，躲開激勵流量比較高的低頻區(qū)域，能夠有效減少壓縮機的振動。因此，一個合理的外殼形狀應(yīng)是曲率半徑盡量小，盡量避免曲率半徑的急劇變化。

三. 結(jié)論

壓縮機噪聲控制是一個極其復雜的問題，目前，我們還只是進行初步探討。下一步需要和有關(guān)壓縮機廠家配合，通過大量實驗，分析各個可能影響壓縮機噪聲的因素，有效降低室外機噪聲。
關(guān)于室外壓縮機噪聲峰值和管路振動處理方法思路
室外機噪聲主要來自以下幾個部分：
壓縮機、風機電機、相連的管路和管內(nèi)流動的制冷劑。
壓縮機噪聲和振動主要來自轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)、機械泵體運動和冷媒脈動沖擊激振及氣液分離器和殼體、底角的激振等
具體來說，壓縮機噪聲主要有以下部分：
1. 電機噪聲：包括電磁噪聲、機械噪聲和氣動噪聲
2. 機械噪聲：閥片運動作用、氣體壓力脈動、各種運動部件、電機和制冷劑流量均是壓縮機噪聲振動的激勵源。
壓縮機噪聲振動傳遞途徑：
1. 固體通道（彈簧、管、壓縮機殼體等）。
2. 液體通道（壓縮機油）。
3. 氣體通道（制冷劑氣體）。
解決思路：
1. 熟悉壓縮機內(nèi)部結(jié)構(gòu)，分析壓縮機噪聲源和傳遞情況。(外協(xié)幫助)
2. 了解管路材料性能。（材料力學）
在壓縮機和灌注量確定情況下，對室外機管路進行受力分析，查找不合理管路并尋求解決辦法。（流體力學、理論力學）