不同壓縮機腳墊對空調器系統噪音、振動的影響

申孟亮

(廣東美的制冷設備有限公司 廣東佛山 528311)

不同壓縮機腳墊對空調器系統噪音、振動的影響

申孟亮

(廣東美的制冷設備有限公司 廣東佛山 528311)

壓縮機腳墊是空調系統必不可少的關鍵物料，在壓縮機運轉過程中，電機旋轉引起系統的振動、噪音問題對其可靠性、穩定性影響很大，用于支撐壓縮機的腳墊可有效降低壓縮機的振動，減弱噪音。通過對比選擇合適形狀、材料的壓縮機腳墊，對空調系統噪音、振動有著非常重要的影響。本文通過測試對比不同材料的壓縮機腳墊在同一空調系統中的系統運行噪音、振動情況，來說明壓縮機腳墊關鍵參數：硬度和彈簧系數與空調器系統噪音和振動之間的關系。

壓縮機腳墊；噪音；振動

1、前言

通常情況下空調器的壓縮機與底盤之間通過壓縮機腳墊連接，壓縮機的轉子在旋轉過程中會產生水平方向的位移，冷媒的脈沖式排出和吸入過程中會產生垂直方向的竄動，壓縮機和管路的位移運動就會產生空調器管路振動，而空調器管路振動使得管道產生大的交變應力，到達一定程度之后，就會造成空調管路變形甚至裂管，導致冷媒泄漏等嚴重問題，對空調器的正常使用產生很大影響。引起空調器振動的因素有很多，莊表中［1］、陳陪烈［2］、趙文龍等［3］主要針對空調系統的管路方面原因來分析空調系統管路振動，而壓縮機腳墊引起的壓縮機振動連帶管路振動是一個重要的因素，通過壓縮機腳墊支撐，起到一定的減振、降噪的作用。王繼承［4］利用仿真的手段，采用固有頻率和模態判定準則評估模型分析了壓縮機腳墊可靠性，但是沒有對壓縮機腳墊材料對系統振動和噪音的影響進行分析，本文針對三種不同材質的壓縮機腳墊樣本A、B、C，在同一系統中測試系統的噪音和振動情況，分析壓縮機腳墊材料特性與空調器系統振動與噪音的具體關系。

2、壓縮機腳墊特性分析

壓縮機腳墊的作用一方面主要是通過空調器底盤螺母固定支撐壓縮機，減弱壓縮機在運轉過程中的水平方向以及垂直方向的振動，有效保護壓縮機及其連接配管，同時也降低了壓縮機的噪音，另一方面在成品運輸過程中有效的保護壓縮機，避免壓縮機直接碰撞底盤。壓縮機腳墊在壓縮機振動、運輸乃至跌落過程要承受不同程度的變形，當負荷超過一定量時，就會對腳墊產生破壞作用，因此壓縮機腳墊的材料特性是影響其減振降噪性能的一個重要參數。本文使用形狀相同壓縮機腳墊測試，通過調整材料中橡膠、粘合劑、其他配方得出不同硬度和彈簧系數的壓縮機腳墊。共計三種樣本分別為樣本A、樣本B、樣本C。如表1所示：

表一 三種樣本的基本特性

通過對樣本施加外力，測試在不同負荷下的變形情況，如圖1所示。

從圖1可以看出，測試從10N到40N時，樣本A、B、C的變形情況。隨著負荷加大，其形變量都增大；在相同負荷作用下，C樣本的形變量＞B樣本的形變量＞A樣本的形變量，說明C樣本在相同的壓縮機壓力下，彈性變形量最大，使配管產生的形變量最大，在排回氣管彎位處有最強的拉伸作用，不利于配管的可靠性運行。選用樣本B可適當減弱排回氣彎位的拉伸應力。從樣本材料的角度來看，當樣本材料的硬度和彈簧常數較小時，在外界負荷作用下的型變量就會較大（如樣本C）；在樣本材料的硬度和彈簧常數都較大本B），因此樣本的彈性形變量與其材料的硬度和彈簧常數存在一定的反比關系。

3、實驗測試條件及結果分析

3.1 測試方法

在噪音室內測試噪音，保證了被測空調的噪音與背景噪聲之差應大于10dB(A)。測試儀器使用LMS頻譜分析儀，重點測量室外機噪音，測點布置在離風輪1m處1個。

振動的測試設備使用B&K頻譜分析儀，測試的原理是動態模擬法，在被測物上貼上應變片，在與被測物材質相同的材料上貼上應變片，并將其置于與被測物相同的溫度環境里進行測試。根據GB/T7725-2004《房間空氣調節器》規定的額定制熱工況，被測機在制熱狀態下運行10min以上。關閉試驗室空氣處理機組，被測機繼續制熱狀態運行，分別對被測機的壓縮機排氣管、回氣管和與之相連的管路都進行振動測試。本次測試是針對變頻機而言的，因此在測試時，需通過調整壓縮機頻率點檢測其排回氣管的振動情況。

3.2 測試結果分析

3.2.1 噪音測試

在制熱工況下，按照制熱工況的測試方法，測試壓縮機頻率從20Hz到75Hz，測試結果如圖2所示。在同一套系統，測試樣機狀態一致，同樣的測試條件下，大致的規律是都增大；而C樣本的系統對應頻率點的噪音值高于B樣本的，B樣本的高于A樣本的。說明C樣本的降噪性能最差，其次是B樣本，最好的是A樣本。

從材料的角度來看，A樣本有著最好的降低噪音的效果。壓縮機腳墊樣本材料的硬度和彈簧常數越小時，系統的噪音越大（如C樣本）；相同硬度的壓縮機腳墊，彈簧常數越大，噪音值越大（如A樣本和B樣本）。因此，使用三種壓縮機腳墊樣本的空調器系統的噪音與腳墊材料的硬度存在正比函數關系，與其材料的彈簧常數存在二次函數關系。

3.2.2 振動測試

空調器系統配管的振動對其可靠性、穩定性、舒適性影響很大，主要表現在高振幅的振動會使系統的管路產生疲勞斷裂，導致冷媒泄露。壓縮機旋轉引起系統的振動是主要的空調器系統振動源。通過選擇合適的壓縮機腳墊可有效減弱壓縮機水平方向和垂直方向的振動，從而降低與其連接壓縮機配管的振幅。在測試中按照測試要求在規范要求的工況和實驗條件下布置測點，測試結果如圖3和4所示。

圖1 三種壓縮機腳墊樣本在不同負荷下的型變量

圖2 制熱工況下三種樣本的系統噪音情況

圖3 三種樣本的系統排氣管振動情況

圖4 三種樣本的系統回氣管振動情況

排氣管輸出高溫高壓蒸汽，冷媒的脈沖式輸出對排氣管的震動影響很大，是管裂、斷管等狀況發生的高危地帶，需重點監測。測試其振動情況如圖3所示。在壓縮機低頻運轉時，排氣管振幅普遍較大，A樣本、C樣上，高頻階段，排氣管振幅急劇降低，基本在200以下，三種樣本腳墊振幅基大致相同，可見選用B樣本能適當降低排氣管在各頻率段的振幅。

同排氣管一樣，在壓縮機低頻運轉時，回氣管振幅普遍較大，A樣本和C樣本振幅較大，高頻階段，回氣管振幅有所降低，基本在300以下，三種樣本腳墊振幅基大致相同，B樣本在高頻至低頻一些列測試中表現出較強的穩定性。選用B樣本能適當降低回氣管在各頻率段的振幅。

綜合比較兩組振動測試結果，使用B樣本的系統的振動能夠達到生產要求，其材料的硬度和彈簧常數都較大，說明壓縮機腳墊的減振情況與腳墊材料的硬度和彈簧常數存在一定的正比函數關系。同時也驗證了，適合減振的壓縮機腳墊材料的硬度和彈簧常數都要較大，而在負荷作用下的型變量要較小。

4、結論

（1）壓縮機腳墊的樣本材料與其自身材料的硬度和彈簧常數的大小存在反比函數關系，硬度和彈簧常數越大，在負荷的作用下其型變量越??；從壓縮機對配管拉伸引起配管應力集中的角度考慮，可選擇硬度和彈簧常數較大材料的腳墊。

（2）系統噪音與腳墊材料的硬度存在正比函數關系，與其材料的彈簧常數存在二次函數關系；

（3）系統振動與腳墊材料的硬度和彈簧常數的大小存在正比函數關系。

[1].莊表中,張均鋒,王天華,干孝佩.窗式空調器管道振動的控制與疲勞壽命估算[J].機械強度，1993.

[2]. 陳培烈.應用CAE 技術進行空調管路的振動分析[J].技術應用，2002.

[3].趙文龍, 張增學, 李立斌.有限元技術在空調器管路振動分析及設計優化中的應用[J].華南農業大學學報，2004.

[4].王繼承.壓縮機腳墊系統有限元模型可靠性研究[J].技術創新，2012.

Influence of different compressor foot pad on noise and vibration of air conditioning system

Shen Mengliang
(MIDEA RAC DIVISSION, Foshan 528311, China)

Compressor mat is the key material for the air conditioning system. During the compressor running, the vibration and noise caused by rotation of compressor motor will greatly affect the reliability and stability. The supporting mat of compressor can effectively reduce the shake and noise. Compressor mats of different materials and shape will have important impact on the vibration and noise of air conditioning system.In this paper, by testing different materials which affected on the vibration and noise, we concluded the key parameters of compressor mat: hardness, spring constant and their relationship.

The mat of compressor；noise；vibration