小型全封閉壓縮機(jī)流水聲成因分析及消除

楊晉

（四川丹甫制冷壓縮機(jī)股份有限公司 四川青神 620461）

小型全封閉壓縮機(jī)流水聲成因分析及消除

楊晉

（四川丹甫制冷壓縮機(jī)股份有限公司 四川青神 620461）

本文通過大量的觀察、分析和模擬試驗(yàn)，找到了壓縮機(jī)內(nèi)部流水聲產(chǎn)生的根源和機(jī)理，對流水聲的消除提出了解決方法，并對其效果進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證和分析評價。

壓縮機(jī)；流水聲；噪聲；冷凍機(jī)油

1 引言

近年來，為適應(yīng)市場需要，各公司對冰箱壓縮機(jī)進(jìn)行了小型化設(shè)計(jì)改進(jìn)，其內(nèi)部安裝結(jié)構(gòu)有了較大變化。這些改進(jìn)使得整機(jī)重量減輕、體積縮小、振動減小，但與此同時，在壓縮機(jī)的生產(chǎn)和檢測中，發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)了流水聲——壓縮機(jī)運(yùn)行中時斷時續(xù)的液體流動聲，流水聲出現(xiàn)時，常常使整機(jī)噪聲超標(biāo)。有必要對其產(chǎn)生原因分析，以便采取相應(yīng)措施進(jìn)行消除，保持壓縮機(jī)正常噪聲水平。

2 流水聲對壓縮機(jī)噪聲的影響

為了掌握流水聲對整機(jī)噪聲測試的影響的具體數(shù)據(jù)，我們對壓縮機(jī)正常運(yùn)行時的噪聲和有流水聲出現(xiàn)時的噪聲進(jìn)行了對比測試，選用我廠1/10HP壓縮機(jī)，測試工況符合GB/T 9098規(guī)定，一共測試了五臺，如表1所示。可見流水聲出現(xiàn)時，同一臺壓縮機(jī)的噪聲要增大4～6dB(A)。

3 流水聲的發(fā)生源

壓縮機(jī)內(nèi)部流水聲必然與其冷凍機(jī)油有關(guān)，尋找其發(fā)生源，就應(yīng)從冷凍機(jī)油的循環(huán)潤滑過程中分析。

圖1是全封閉壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，內(nèi)部泵體為立軸式安裝，壓縮機(jī)殼體底部的冷凍機(jī)油，在曲軸高速轉(zhuǎn)動下，被泵吸上來，通過曲軸中的偏心油道和螺旋油槽輸送至上部的連桿和活塞等運(yùn)動磨擦表面（對于滑管活塞式壓縮機(jī)為十字頭、活塞、滑管），完成潤滑后，被運(yùn)動件甩出的冷凍油在重力作用下又返回殼體下部油池中，完成一次循環(huán)。由于全封閉壓縮機(jī)的封閉式結(jié)構(gòu)，冷凍機(jī)油完成潤滑后的返回過程是不能看到的。我們猜想可能是冷凍機(jī)油在壓縮機(jī)上部被甩出后，四處飛濺，滴落在殼體油中發(fā)出流水聲。為驗(yàn)證以上猜想的正確性，我們特地裝配了三臺不封蓋壓縮機(jī)，按規(guī)定注入冷凍機(jī)油，通電空載運(yùn)轉(zhuǎn)，觀察油被甩出后的滴落過程。令我們吃驚的是，油并不像我們想象的那樣會四處飛濺、滴落，而是幾乎所有的油都散落在活塞和滑管往復(fù)運(yùn)動掃過的范圍內(nèi)，然后通過曲軸箱中部孔隙滴落在轉(zhuǎn)子上，被轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)（2920轉(zhuǎn)/分鐘）的離心力拋向定子內(nèi)表面繞組線圈上，由于油有一定粘度，因此其附著在定子表面沿著繞組線圈間隙流到定子下端線包上，而下端的線包是浸沒在冷凍機(jī)油中的（如圖1所示），不會發(fā)出流水聲。

通過實(shí)驗(yàn)和觀察，我們否定了油的返回過程產(chǎn)生流水聲，那么流水聲唯一的發(fā)生源，就只能在曲軸泵吸上油過程中，圖2是立軸式全封閉壓縮機(jī)中廣泛采用的離心泵油機(jī)構(gòu)簡圖。

其工作原理是：轉(zhuǎn)動的錐形延伸油管（或吸油嘴）里由于離心力作用，分解出一個油的向上壓力。其中較重部份，即油分布在四周，而其中較輕部份，即油中溶解吸收的制冷劑靠在錐中心，通過放氣管導(dǎo)出，而冷凍油在離心力分解出的向上壓力推動下，經(jīng)偏心油道輸運(yùn)至各磨擦表面。

從圖2我們可看出，放氣管排氣孔是曲軸油泵唯一可排出液體的小孔，流水聲是否由此產(chǎn)生？為此，我們作了以下對比試驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一：將3臺有流水聲的壓縮機(jī)泵體從殼體中取出，然后將曲軸油泵的排氣孔堵上，看是否有流水聲；實(shí)驗(yàn)二：將實(shí)驗(yàn)一中的排氣孔恢復(fù)原狀，看是否有流水聲，試驗(yàn)結(jié)果如表2。由此可見曲軸油泵的放氣管排氣孔是流水聲的發(fā)生源。

4 流水聲的成因分析

正如前面所述，曲軸油泵的排氣孔的作用是將油泵分離出的制冷劑氣體導(dǎo)出，正常情況下只排氣，而不會有油排出。而目前流水聲從此發(fā)生，說明已有冷凍機(jī)油從此孔排出。而只有當(dāng)油面達(dá)到排氣孔或很接近排氣孔下邊緣時，油才會從排氣孔的空心鉚釘中被離心力拋出至殼體中儲油器油面，發(fā)生流水聲。

我們對有流水聲的壓縮機(jī)油面高度和無流水聲的壓縮機(jī)油面高度進(jìn)行了測量如圖3所示。

其中H1為有流水聲壓縮機(jī)的油面高度，（已達(dá)到放氣管），H2為無流水聲的壓縮機(jī)油面高度。可見測量結(jié)果與上述分析完全吻合。為進(jìn)一步更充分地論證，我們將有流水聲的壓縮機(jī)的注油量減少40ml，人為降低油面，結(jié)果流水聲消失了，當(dāng)再加入40ml油時，流水聲又出現(xiàn)了。

由此可見，注油量過大，油面過高（達(dá)到曲軸放氣管排氣孔）是流水聲產(chǎn)生的原因。

5 流水聲的消除方法

曲軸油泵的排氣孔是流水聲的發(fā)生之源，若將其堵死，當(dāng)然可消除流水聲，但正如前所述，此排氣孔的作用是將油泵分離出的制冷劑氣體導(dǎo)出，保證進(jìn)入軸承的油是接近沒有制冷劑的油，以免潤滑不良，若將其堵死，將有不良影響，顯然不可。

既然流水聲成因是冷凍機(jī)油面達(dá)到曲軸排氣孔所至，那么保證潤滑的前提下，減小注油量，降低油面高度，即可消除流水聲。在測試中，我們發(fā)現(xiàn)減小注油量雖然消除了流水聲，但由于上油量過小，整機(jī)噪聲會比原無流水聲狀態(tài)時有一定增加，表3是一組壓縮機(jī)注油量減小65cm3（原注油量Acm3）前后的噪聲對比。表4是另一組壓縮機(jī)油量分別減小20cm3和40cm3的噪聲對比。

由此可見，注油量減小的越多，噪聲越大，減少20cm3注油量的噪聲優(yōu)于減少40cm3的，減少40cm3的噪聲又優(yōu)于減少65cm3的，但減少40cm3和減少20cm3注油量的壓縮機(jī)的噪聲相差僅0.13dB(A)。在保證潤滑，消除流水聲的前提下，綜合考慮成本因素，選擇注油量減少40cm3的解決方案。

經(jīng)過生產(chǎn)檢驗(yàn)，注油量減少40cm3的壓縮機(jī)已無流水聲，整機(jī)噪聲平均水平控制在39dB(A)以內(nèi)。

圖1 壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖

6 結(jié)論

在全封閉壓縮機(jī)的小型化改進(jìn)中，由于設(shè)計(jì)的注油量過大，使油面過高，接近和達(dá)到曲軸放氣管排氣孔，過多地冷凍機(jī)油，在離心力作用下從放氣管排氣孔排出，發(fā)出流水聲。

合理適當(dāng)減小注油量，可消除流水聲，但過多減小注油量又會引起噪聲的增加。全封閉壓縮機(jī)設(shè)計(jì)中，注油量的合理確定不容忽視。

試驗(yàn)證明，小型壓縮機(jī)注油量在原基礎(chǔ)上減少40cm3，完全可滿足潤滑，同時避免流水聲，并可降低整機(jī)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

圖2 離心泵油機(jī)構(gòu)簡圖（1.吸油嘴；2.放氣管；3.曲軸油道）

表1 五臺壓縮機(jī)測試結(jié)果

表2 對比試驗(yàn)結(jié)果

圖3 油面高度比較

表3 壓縮機(jī)注油量減小65cm3前后的噪聲對比

表4 壓縮機(jī)油量分別減小20cm3和40cm3的噪聲對比