家用小型制冷压缩机的噪声控制杨伟成制冷压缩机按工作原理分为往复活塞式、旋转式(滚动活塞式、旋转叶片式)、涡旋式、螺杆式压缩机。在家电行业上，广泛使用的是前二类压缩机。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史。对于小型制冷压缩机，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。但由于实验分析手段及人员的缺乏，对其噪声、振动的研究还很不透彻。本文主要根据国外发表的文献并结合自己所作的工作体会，对这一问题进行了回顾和总结。综述分为四个方面，即压缩机的噪声源识别，压缩机噪声、振动的传递路径，压缩机噪声的辐射机理及压缩机消声器的优化设计。1压缩机的噪声源识别由于小型制冷压缩机为全封闭式，其声源可分为电机噪声和机械噪声两类。1.1电机噪声电机噪声由电磁噪声、机械噪声和气动噪声组成。电磁噪声产生的机理有三种：1.1.1磁滞伸缩材料在磁化时产生的尺度体积变化。一般来讲，这种变化非常的小，只有在与声音辐射体相互振动耦合时，才会产生噪声，这种噪声一般产生在工频及其谐波频率上如50Hz、100Hz。1.1.2磁滞性磁性材料在磁场作用下的非线性效应。它会产生电路损耗即铁损。为了减少这种损耗，人们研制了低磁滞材料。这种材料尽管有较低的磁滞伸缩特性，但是它比通常的材料容易饱和。当出现饱和时，一个标准的正弦波电源输入会在电机中产生一系列谐波，这些谐波在较宽的频域中会产生振动激励。1.1.3磁极吸引力电机结构中不同极性的相互吸引作用，由于吸引产生的位移要比磁滞伸缩产生的位移大得多，吸引力的作用产生变形使电机空气间隙发生变化，容易产生磁场振荡。日本人Tanaka[1]通过实验发现当旋转柱塞或压缩机的转动偏心率由10％增大至20％时，其电机电磁噪声大大增加。Vetsuji[2]；改进了滚动活塞式冰箱压缩机的电机转子，使其电磁噪声大幅降低。他采用的办法是使电机转动的自振频率避开电源谐波频率。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[3]认为在滑动轴承中会产生滑动粘滞作用，这种粘滞作用会激励压缩机的其它部件产生高频振动。同时认为滚动轴承比润滑良好的滑动轴承噪声更大。1.2压缩机的机械噪声很早人们就已发现阀片的运动作用、气体压力脉动以及各种运动部件都可能成为噪声振动激励源。同时，由于电机与压缩机机体整体连接，因此，电机也是机体的激励源。人们研究最多的是阀片。通过实验，Soedel发现通过阀片系统的修改，可以明显降低压缩机的噪声[4]，而且他还发现，随着压缩机流量的增加，阀片运动产生的噪声为主要声源。值得一提的是Asami[5]的工作，通过研究测定滚动转子式冰箱压缩机曲轴角、阀片位置以及与压缩机振动之间的关系，他发现阀片开启瞬间是压机最主要的噪声激励源。随后，Soedel利用计算机仿真技术，来计算阀片升程对噪声的影响[6]。他在程序中采用一个阀片升程限制器，成功地消除了阀片的颤振，从而大大降低了阀片噪声。人们一般认为阀片撞击阀座引起机体振动从而辐射噪声。Soedel依据这个想法详细研究了阀座的表面特性,对阀片和阀座动态响应的影响[7],他发现通过如下方法可降低阀座的冲击响应：降低阀片对阀座的撞击速度，降低阀片升程限制器的高度；选择较韧软的阀座材料以破坏阀片阀座之间的阻抗匹配。总之，Soedel将阀片噪声归结为气体压力脉动，阀片升程噪声和阀座撞击噪声。为解决此类噪声，他建议采用如下措施：①采用吸气、排气消声器；②正确的阀口形状；③合适的阀片升程限制器及高度；④增加阀片弹簧阻尼。对于气体压力脉动对压缩机噪声的影响及消除，许多人进行了探讨。Steinke[8]以时间为座标轴，同时，测量压缩机的吸排气压力，将压力信号进行付氏分析求其压力谱，然后将压力谱与噪声谱进行比较。他发现如下现象：总声级不随排气压力变化，而随着吸气压力增大，总声级最大可增高3dB。说明随着压缩机质量流量的增加，噪声增大。但是，Thorntor却发现了相反的结果，在一台旋转叶片式压缩机上，他发现随着吸气压力的增大，噪声级下降，而随着排气压力增加，噪声增加。这一现象的解释是：吸排气压差减少，会降低旋转式压缩机的不平衡力矩，从而降低噪声。也有人进行了研究压缩机流量对噪声的影响。Feldmaier[9]发现从1000到4000Hz的噪声与流量有很强的相关性。噪声在中等流量时达最大值，随着流量继续增加，声级急速下降。低频噪声与流量关系不大，4000Hz以上的噪声在吸气压力逐渐减小到真空时，急剧下降。他认为高频噪声与气体流动有关。有人从实验发现压力—时间信号的前5阶谐波高出其它谐波10～20dB，因此断