滾筒洗衣機(jī)環(huán)保節(jié)能洗滌技術(shù)的應(yīng)用

朱振東

（卡奧斯創(chuàng)智物聯(lián)科技有限公司，山東 青島 266000）

滾筒洗衣機(jī)在減少磨損和提高智能化方面有著十分突出的優(yōu)勢(shì)，因此受到了廣大消費(fèi)者的青睞。進(jìn)入新世紀(jì)以來，隨著人們的生活水平不斷提高，消費(fèi)者對(duì)于滾筒洗衣機(jī)在環(huán)保節(jié)能方面提出了更高的要求。根據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)構(gòu)表明，目前滾筒洗衣機(jī)市場(chǎng)上，用戶反饋較多是洗滌噪音大、洗滌潔凈程度不夠等方面，總結(jié)一下就是用對(duì)滾筒洗衣機(jī)提出了“凈、靜、精、智、護(hù)”的需求。滾筒洗衣機(jī)的工作流程主要包括以下幾個(gè)步驟：洗滌、漂洗、甩干、烘干。洗衣機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該分析每個(gè)步驟的工作特征和原理，以用戶需求為出發(fā)點(diǎn)，從機(jī)體材料、生產(chǎn)工藝、制造技術(shù)、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、電子控制等方面進(jìn)行不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)在各個(gè)工作步驟上的節(jié)能、健康、環(huán)保，進(jìn)而不斷優(yōu)化整機(jī)性能。

洗衣機(jī)的洗滌效果受到整個(gè)工作流程的影響，其中洗滌、漂洗、脫水、烘干等都是影響洗滌效果的重要因素。在目前國(guó)家越發(fā)注重環(huán)保的發(fā)展理念下，洗衣機(jī)的環(huán)保技術(shù)應(yīng)該更加關(guān)注洗滌過程中對(duì)人和自熱環(huán)境的友好性。

1 滾筒洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

滾筒洗衣機(jī)的組成主要有以下幾個(gè)系統(tǒng)（如圖1 所示）：水路系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)。其中水路系統(tǒng)又主要包括：進(jìn)排水管、水槽、內(nèi)外筒等；電控系統(tǒng)包括：處理器、電機(jī)、電路板、調(diào)速器等；傳動(dòng)系統(tǒng)包括：減震器、彈簧、傳動(dòng)皮、皮帶輪等；支撐系統(tǒng)包括：機(jī)體、門體、地腳、底板等。滾筒洗衣機(jī)洗滌的具體工作原理如下；將待洗滌的衣物放置進(jìn)滾筒內(nèi)，加入適當(dāng)?shù)南礈靹┖颓逅幚砥骺刂齐姍C(jī)的正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速，通過皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)洗衣機(jī)滾筒按照洗滌程序進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以此來達(dá)到洗滌的目的。

2 環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用

滾筒洗衣機(jī)環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在降低運(yùn)行噪音、保證洗滌效果減少對(duì)人體健康的影響。

2.1 降噪技術(shù)

滾筒洗衣機(jī)噪音來自以下幾個(gè)方面：第一，電機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的噪音；第二，內(nèi)筒在運(yùn)行過程中軸承產(chǎn)生的噪音。由于內(nèi)筒軸和軸套之間可能存在加工精度和裝配質(zhì)量等問題，導(dǎo)致其可能產(chǎn)生軸線不能重合的情況，進(jìn)而產(chǎn)生一定的運(yùn)行噪音，此外經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行，密封圈也可能發(fā)生變形，使得軸承滾道內(nèi)混入雜質(zhì)進(jìn)而使得軸承運(yùn)行產(chǎn)生噪聲；第三，負(fù)載不平衡也是產(chǎn)生噪音的重要原因之一。在洗滌過程中，尤其是在脫水步驟時(shí)，洗衣機(jī)內(nèi)的負(fù)載在內(nèi)筒壁周圍均勻地分布，這是導(dǎo)致脫水噪音大的主要原因。

由于噪音的產(chǎn)生多由振動(dòng)引起，電機(jī)轉(zhuǎn)速越快，產(chǎn)生的振動(dòng)也就越大，噪音也會(huì)相應(yīng)地提升。但是電機(jī)高轉(zhuǎn)速能夠減少洗滌時(shí)間，降低衣物含水量，能夠滿足目前用戶對(duì)洗衣機(jī)高性能的要求。當(dāng)下解決滾筒高轉(zhuǎn)速噪聲大的技術(shù)方法主要有以下幾種：無霍爾矢量變頻控制技術(shù)、內(nèi)外筒緊配合加防松降噪結(jié)構(gòu)、外殼側(cè)面拱形壓型技術(shù)、通過程序設(shè)計(jì)優(yōu)化衣物分布等技術(shù)[1]。

2.1.1 無霍爾矢量變頻控制技術(shù)

通過應(yīng)用無霍爾矢量變頻控制技術(shù)的電機(jī)，可以進(jìn)行無級(jí)調(diào)速和15rpm 以上轉(zhuǎn)速控制，可以在一定程度上降低電機(jī)運(yùn)行的噪音。該電機(jī)采用180°導(dǎo)通型的三相半橋逆變電路作為驅(qū)動(dòng)電源，并應(yīng)用了正弦調(diào)制等先進(jìn)技術(shù)，可以為電動(dòng)機(jī)提供脈寬可調(diào)制的交流驅(qū)動(dòng)電壓，當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電機(jī)內(nèi)部的三相電樞繞組全部一起接通，此時(shí)在電樞繞組內(nèi)的電流，可以在工作氣隙內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，進(jìn)而帶動(dòng)電機(jī)的永磁轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)子軸套連接內(nèi)筒。與傳統(tǒng)的皮帶傳動(dòng)模式相比，該型電機(jī)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一，電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)使用了螺旋式，這樣可以消除電機(jī)產(chǎn)生的電磁噪音；第二，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上沒有采用皮帶傳動(dòng)的模式，減少了皮帶輪和皮帶之間產(chǎn)生的噪音；第三，通過直接直驅(qū)動(dòng)內(nèi)筒的傳動(dòng)模式，在很大程度上控制立刻內(nèi)筒的偏移，使其轉(zhuǎn)動(dòng)更平穩(wěn)，進(jìn)而降低了洗衣機(jī)的運(yùn)行噪音。

2.1.2 內(nèi)外筒緊配合降噪結(jié)構(gòu)

相較于傳統(tǒng)的裝配流程而言，內(nèi)外筒緊配合加防松降噪結(jié)構(gòu)取消了筒軸與內(nèi)筒三角架一體式的部件，具體裝配流程如下：軸套壓裝到外筒→將一個(gè)軸承與內(nèi)筒軸安裝后，從滾筒后部壓入軸套→添加平墊片→添加波形墊片→壓裝另一軸承。該結(jié)構(gòu)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

圖2 滾筒洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖

第一，機(jī)構(gòu)內(nèi)沒有內(nèi)筒三角架，將內(nèi)筒與外筒之間進(jìn)行了緊密的配合，這樣做減少了產(chǎn)生噪音的部件，進(jìn)而降低了噪音；第二，通過在結(jié)構(gòu)中使用平墊片和波形墊片，可以有效地防止軸承發(fā)生串動(dòng)，減少軸承因松動(dòng)而產(chǎn)生的噪音[2]。

2.1.3 外殼側(cè)面拱形壓型技術(shù)

傳統(tǒng)殼體側(cè)面一般采用直線形式，外筒與殼體之間的間隙較小，洗衣機(jī)運(yùn)行過程中，振動(dòng)很容易傳導(dǎo)至殼體，加之懸掛彈簧和連接件的拉力強(qiáng)度不足，都會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行過程產(chǎn)生噪聲。外殼側(cè)面采用拱形壓型設(shè)計(jì)，對(duì)殼體側(cè)部的受力進(jìn)行科學(xué)的分析，通過合理設(shè)計(jì)可以降低其最大彎矩，使其能夠?qū)ν馔蔡峁┯行У闹危黾酉匆聶C(jī)整體的抗振性能，進(jìn)而達(dá)到降低噪音的目的。

2.1.4 程序設(shè)計(jì)優(yōu)化衣物均衡分布

通過優(yōu)化變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，芯片對(duì)芯電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確地控制，提高使衣服分布的均勻性，進(jìn)而避免由于偏心而導(dǎo)致的震動(dòng)及噪音。

2.2 健康洗滌技術(shù)

2.2.1 ABT 動(dòng)態(tài)殺菌技術(shù)

通過應(yīng)用ABT 動(dòng)態(tài)殺菌技術(shù)可以在洗滌過程中產(chǎn)生自由氫氧基和活性氧，自由氫氧基和活性氧具有極高氧化性，能夠起到破壞細(xì)菌細(xì)胞膜和固化病毒蛋白質(zhì)的作用，殺菌率可達(dá)到99%以上。

2.2.2 雙噴淋洗滌技術(shù)

通過應(yīng)用雙噴淋洗滌技術(shù)，可以對(duì)洗衣機(jī)門墊和玻璃清洗進(jìn)行清洗，噴頭結(jié)構(gòu)為喇叭口形或扇形，通過噴頭清洗水以擴(kuò)散狀的扇面高速噴出，水流扇面的角度從30°到120°不等[3]。水流可以清洗窗墊溝槽、門體、玻璃上的泡沫，避免細(xì)菌滋生的同時(shí)，清洗殘留的泡沫，還能防止衣服沾上泡沫，避免其引起用戶的皮膚過敏。

3 節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

3.1 洗滌劑負(fù)壓式自動(dòng)添加技術(shù)

在傳統(tǒng)滾筒洗衣機(jī)的工作過程中，用戶需要手動(dòng)進(jìn)行添加洗滌劑、柔順劑等動(dòng)作，由于手動(dòng)操作的弊端，用戶往往無法對(duì)添加量進(jìn)行準(zhǔn)確地控制，經(jīng)常會(huì)造成添加過多或添加不足的情況發(fā)生。洗滌劑添加不足會(huì)降低衣物洗滌效果，洗滌劑添加過多則需要在漂洗步驟消耗更多的水進(jìn)行清潔，進(jìn)而導(dǎo)致水資源的浪費(fèi)[4]。通過應(yīng)用洗滌劑負(fù)壓式自動(dòng)添加技術(shù)可以在保證洗滌效果的前提下，盡可能的減少水資源的浪費(fèi)。其具體工作流程如下：利用水流產(chǎn)生負(fù)壓，利用負(fù)壓將洗滌劑、柔順劑等吸入一個(gè)容積固定的腔體內(nèi)，充滿腔體后使用水流對(duì)腔體進(jìn)行沖洗，將洗滌劑、柔順劑等沖進(jìn)洗滌桶內(nèi)對(duì)衣物進(jìn)行清洗。

3.2 自動(dòng)稱重技術(shù)

滾筒洗衣機(jī)的自動(dòng)稱重技術(shù)工作原理是，電機(jī)變頻器在電機(jī)加速過程中會(huì)對(duì)衣物的重量進(jìn)行計(jì)算，然后芯片根據(jù)衣物重量控制進(jìn)水閥門投入相應(yīng)的水量，這樣能夠避免水資源浪費(fèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

3.3 濁硬度檢測(cè)技術(shù)

滾筒洗衣機(jī)中采用的濁硬度檢測(cè)技術(shù)，其中應(yīng)用到了濁硬度檢測(cè)傳感器，電腦板通過濁硬度檢測(cè)傳感器，可以檢測(cè)洗滌、漂洗過程中水質(zhì)的污濁程度，通過水質(zhì)的污濁程度可代表衣物的洗滌效果，在保證洗滌效果的前提下，可以達(dá)到降低能耗和節(jié)約資源的目的。此外，濁硬度檢測(cè)傳感器還可以檢測(cè)水質(zhì)的硬度，根據(jù)水質(zhì)硬度的不同使用不同劑量洗滌劑和柔順劑[5]。進(jìn)而解決了不同地區(qū)水質(zhì)存在差異而無法準(zhǔn)確控制洗滌劑使用量的難題。

4 結(jié)語

在科技和社會(huì)快速進(jìn)步的新形勢(shì)下，人們對(duì)于生活質(zhì)量提出更高的要求，傳統(tǒng)的滾筒洗衣機(jī)無法滿足人們對(duì)于更高生活質(zhì)量的要求。文章通過對(duì)降噪技術(shù)、健康洗滌技術(shù)、洗滌劑負(fù)壓式自動(dòng)添加技術(shù)、衣物自動(dòng)稱重技術(shù)、濁硬度檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的分析，通過在技術(shù)上不斷創(chuàng)新和應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)滾筒洗衣機(jī)在環(huán)保和節(jié)能兩個(gè)方面的進(jìn)步。尤其是在水資源日益匱乏的今天，節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用顯得尤為重要。