小型全封闭压缩机流水声成因分析及消除

2015-12-06杨晋

家电科技 2015年1期

关键词：流水声冷冻机油面

杨晋

（四川丹甫制冷压缩机股份有限公司四川青神 620461）

小型全封闭压缩机流水声成因分析及消除

杨晋

（四川丹甫制冷压缩机股份有限公司四川青神 620461）

本文通过大量的观察、分析和模拟试验，找到了压缩机内部流水声产生的根源和机理，对流水声的消除提出了解决方法，并对其效果进行了试验验证和分析评价。

压缩机；流水声；噪声；冷冻机油

1 引言

近年来，为适应市场需要，各公司对冰箱压缩机进行了小型化设计改进，其内部安装结构有了较大变化。这些改进使得整机重量减轻、体积缩小、振动减小，但与此同时，在压缩机的生产和检测中，发现压缩机内部出现了流水声——压缩机运行中时断时续的液体流动声，流水声出现时，常常使整机噪声超标。有必要对其产生原因分析，以便采取相应措施进行消除，保持压缩机正常噪声水平。

2 流水声对压缩机噪声的影响

为了掌握流水声对整机噪声测试的影响的具体数据，我们对压缩机正常运行时的噪声和有流水声出现时的噪声进行了对比测试，选用我厂1/10HP压缩机，测试工况符合GB/T 9098规定，一共测试了五台，如表1所示。可见流水声出现时，同一台压缩机的噪声要增大4～6dB(A)。

3 流水声的发生源

压缩机内部流水声必然与其冷冻机油有关，寻找其发生源，就应从冷冻机油的循环润滑过程中分析。

图1是全封闭压缩机的结构示意图，如图所示，内部泵体为立轴式安装，压缩机壳体底部的冷冻机油，在曲轴高速转动下，被泵吸上来，通过曲轴中的偏心油道和螺旋油槽输送至上部的连杆和活塞等运动磨擦表面（对于滑管活塞式压缩机为十字头、活塞、滑管），完成润滑后，被运动件甩出的冷冻油在重力作用下又返回壳体下部油池中，完成一次循环。由于全封闭压缩机的封闭式结构，冷冻机油完成润滑后的返回过程是不能看到的。我们猜想可能是冷冻机油在压缩机上部被甩出后，四处飞溅，滴落在壳体油中发出流水声。为验证以上猜想的正确性，我们特地装配了三台不封盖压缩机，按规定注入冷冻机油，通电空载运转，观察油被甩出后的滴落过程。令我们吃惊的是，油并不像我们想象的那样会四处飞溅、滴落，而是几乎所有的油都散落在活塞和滑管往复运动扫过的范围内，然后通过曲轴箱中部孔隙滴落在转子上，被转子高速旋转（2920转/分钟）的离心力抛向定子内表面绕组线圈上，由于油有一定粘度，因此其附着在定子表面沿着绕组线圈间隙流到定子下端线包上，而下端的线包是浸没在冷冻机油中的（如图1所示），不会发出流水声。

通过实验和观察，我们否定了油的返回过程产生流水声，那么流水声唯一的发生源，就只能在曲轴泵吸上油过程中，图2是立轴式全封闭压缩机中广泛采用的离心泵油机构简图。

其工作原理是：转动的锥形延伸油管（或吸油嘴）里由于离心力作用，分解出一个油的向上压力。其中较重部份，即油分布在四周，而其中较轻部份，即油中溶解吸收的制冷剂靠在锥中心，通过放气管导出，而冷冻油在离心力分解出的向上压力推动下，经偏心油道输运至各磨擦表面。

从图2我们可看出，放气管排气孔是曲轴油泵唯一可排出液体的小孔，流水声是否由此产生？为此，我们作了以下对比试验：实验一：将3台有流水声的压缩机泵体从壳体中取出，然后将曲轴油泵的排气孔堵上，看是否有流水声；实验二：将实验一中的排气孔恢复原状，看是否有流水声，试验结果如表2。由此可见曲轴油泵的放气管排气孔是流水声的发生源。

4 流水声的成因分析

正如前面所述，曲轴油泵的排气孔的作用是将油泵分离出的制冷剂气体导出，正常情况下只排气，而不会有油排出。而目前流水声从此发生，说明已有冷冻机油从此孔排出。而只有当油面达到排气孔或很接近排气孔下边缘时，油才会从排气孔的空心铆钉中被离心力抛出至壳体中储油器油面，发生流水声。

我们对有流水声的压缩机油面高度和无流水声的压缩机油面高度进行了测量如图3所示。

其中H1为有流水声压缩机的油面高度，（已达到放气管），H2为无流水声的压缩机油面高度。可见测量结果与上述分析完全吻合。为进一步更充分地论证，我们将有流水声的压缩机的注油量减少40ml，人为降低油面，结果流水声消失了，当再加入40ml油时，流水声又出现了。

由此可见，注油量过大，油面过高（达到曲轴放气管排气孔）是流水声产生的原因。

5 流水声的消除方法

曲轴油泵的排气孔是流水声的发生之源，若将其堵死，当然可消除流水声，但正如前所述，此排气孔的作用是将油泵分离出的制冷剂气体导出，保证进入轴承的油是接近没有制冷剂的油，以免润滑不良，若将其堵死，将有不良影响，显然不可。

既然流水声成因是冷冻机油面达到曲轴排气孔所至，那么保证润滑的前提下，减小注油量，降低油面高度，即可消除流水声。在测试中，我们发现减小注油量虽然消除了流水声，但由于上油量过小，整机噪声会比原无流水声状态时有一定增加，表3是一组压缩机注油量减小65cm3（原注油量Acm3）前后的噪声对比。表4是另一组压缩机油量分别减小20cm3和40cm3的噪声对比。

由此可见，注油量减小的越多，噪声越大，减少20cm3注油量的噪声优于减少40cm3的，减少40cm3的噪声又优于减少65cm3的，但减少40cm3和减少20cm3注油量的压缩机的噪声相差仅0.13dB(A)。在保证润滑，消除流水声的前提下，综合考虑成本因素，选择注油量减少40cm3的解决方案。

经过生产检验，注油量减少40cm3的压缩机已无流水声，整机噪声平均水平控制在39dB(A)以内。

图1 压缩机的结构示意图

6 结论

在全封闭压缩机的小型化改进中，由于设计的注油量过大，使油面过高，接近和达到曲轴放气管排气孔，过多地冷冻机油，在离心力作用下从放气管排气孔排出，发出流水声。

合理适当减小注油量，可消除流水声，但过多减小注油量又会引起噪声的增加。全封闭压缩机设计中，注油量的合理确定不容忽视。

试验证明，小型压缩机注油量在原基础上减少40cm3，完全可满足润滑，同时避免流水声，并可降低整机成本。

Analysis on the causes of the sound of water in small hermetic compressor

Yang Jin
（Sichuan Danfu compressor co., LTD Qingshen 620461）

Through a lot of observation, analysis and simulation test, find the cause and mechanism of compressor internal water sound effect, puts forward the solving method, and the effect is validated by test and analysis.

Compressor; The sound of water; Noise; Refrigeration oil