海信容声（广东）冰箱有限公司 广东省佛山市 528303
摘要：随着人们生活水平的日渐提高，冰箱逐渐成为了人们家庭生活中不可或缺的一部分。制冷是否迅速、是否节能环保以及声品质的好坏成为人们衡量其性能优劣的指标。风冷冰箱以其具有制冷迅速、大容积、温度分布均匀以及无霜等优点而成为消费者的首选，但是其噪声相对于直冷冰箱来说偏大也是难以忽视的问题。本文以降低某型号风冷冰箱的噪声为目标，对其噪声问题进行了研究。
关键词：风冷冰箱；结构；降噪
1.冰箱噪声源分析
噪声污染是当今四大主要环境问题之一。从物理学上来看，噪声是指由不同频率和不同声强的声波无规则振动组成的杂乱无章的声音；不过从生理与心理学角度来说，只要是人们不希望听到的声音就属于噪声。噪声会令人心情烦闷焦躁，对人们的身心健康以及正常的工作生活产生影响。鉴于噪声对人们生产生活长期的普遍性的影响，一直以来人们不断采用最新的技术手段和科学理念控制噪声所带来的负面影响。如英国声学工程教授考克斯（索尔福德大学）试图从本质安全的角度控制生产生活中的噪声。掌握噪声控制的基本原理，是实现噪声治理良好效果的重要前提。
控制噪声主要从以下三个方面着手：从声源处降低噪声，在传播过程中遏制噪声的传播，避免噪声进入人耳。在实际应用中具体采用哪一种或者几种综合利用，主要从技术、经济条件上来考虑定夺。从声源上降低噪声是一直以来研究的重点，也是控制噪声最有效最治本的措施。
冰箱噪声源分析主要分析的就是人的耳朵能够接收到的声音，频率范围在20Hz～20000Hz之间。电冰箱其噪声来源相对比较复杂，是一种多声源装置。直冷式冰箱的噪声源主要有如下3类：压缩机产生的声音是冰箱的第1大噪声源、冷媒的流动声与喷射声是其第2大噪声源、制冷管路的振动噪声是其第3大噪声源。风冷式冰箱还有风机运行噪声这一大噪声源。按噪声种类基本上可以分为以下三种：机械 噪声、流体噪声和电磁噪声。
2.风冷冰箱的结构降噪
2.1压缩机的降噪
冰箱用往复式压缩机的工作原理：通过曲柄连杆机构将电机的旋转运动转换为活塞的往复运动，同时配合吸、排气阀的启闭，实现对制冷剂的吸入、压缩和输送，继而达到为冰箱输出冷量的目的。在压缩机工作过程中，会受到周期性的电磁力、摩擦力、气体力、惯性力等激励源的作用，从而使压缩机产生振动并向外辐射噪声。
当声波入射到多孔材料上时，大部分声波在筋络间的空隙中传播，一小部分也能沿纤维传播。因此，由声波产生的振动将带动材料孔隙中的空气质点产生振动，使空气与纤维筋络不断地发生摩擦，同时当声波入射到吸声材料内部时，也会引起内部空气的绝热压缩，使部分声能转化为热能，并通过空气与筋络的热交换而被耗散掉，从而达到吸声的目的。根据吸声原理，可以认为一种好的多孔吸声材料必须具备下述条件：材料表面要多孔，孔洞对外敞开；材料中孔隙体积与总体积之比（即孔隙率）要高；孔与孔要互相连通，以便声波能入射到材料内部。
多孔吸声材料不同于隔热材料，隔热材料是多而封闭的微孔，它具有隔热性能，吸声性不好。多孔吸声材料也不同于隔声材料。多孔吸声材料指的是能把入射声能吸收掉的材料，也就是说，声能入射进材料内部后再不能全部自由出来，要把它吸收掉一部分。隔声指的是把声音隔绝，即不让声音透过。所以，对隔声材料要求密实，而吸声材料则要求柔软多孔。
根据压缩机的噪声呈中高频特性，已经明确采用隔声吸声方法可以明显降低压缩机噪声。（1）由于隔声板在反射声波的同时也反射热量，考虑到压缩机的散热问题，在隔声板表面上涂上“吸热涂层”，并在隔声板两端加上定位的翻边。翻边上再开一个孔，加强换热。（2）消声棉不仅能避免因后盖板与隔声板接触而产生的振动，起到减振的作用，还能起到吸声的作用。其连接采用焊接或者螺栓连接，连接时最好给消声棉垫一下。该处长度可以是200～390mm之间。长度适当大一点有利于吸收压缩机吸排气管辐射出的噪声。其厚度与原有背板上吸声材料厚度相同，材料相同。（3）除了在隔声板和后盖板之间加上消声棉，在压缩机周围的箱体金属板上也要贴上消声棉，采用 6mm的厚度，这样能把反射的声音吸收掉。
2.2消声器分析
消声器是一种能够允许气流通过，又能够有效降低管道内噪声传播的装置。尽管消声器的种类繁多，结构形式多种多样，但是依据消声原理和结构特点，可将消 声器分为三大类：阻性消声器、抗性消声器和阻抗复合式消声器。
（1）扩张室消声器
扩张室消声器是由一个进气管、一个出气管和一个空腔组成，也称膨胀式消声器。其原理如下：突然改变的管道截面造成声阻抗发生变化，从而导致一部分沿着管道行进的声波发生反射；通过改变扩张腔的长度，使反射的声波和沿管道传播的声波的相位差为π而互相抵消，但是扩张室消声器只能消除某些特定频率成分的声波，也就是说具有多个通过频率，而且在通过频率处没有消声作用。
（2）共振腔消声器
共振腔消声器的消声原理：小孔和空腔组成一个弹性振动系统，管壁的孔颈中空气柱类似活塞，它具有一定的质量。当声波传至颈口时，在声压作用下，空气柱做往复运动，便与孔壁产生摩擦，使声能转变成热能而消耗掉。当外来的声波频率与消声器弹性系统的固有频率相同时，便发生共振。在共振频率及其附近，空气振动的速度达到最大值。同时，消耗的声能量多，消声量最大。
（3）干涉式消声器
干涉式消声器是由两条支路并联的管道组成。管道在第一个分叉点处分成两条支路，在第二个分叉点处又合成为一条。由于两个分支 管道的长度不同产生了相位差，两列声波在第二个分叉点汇合处相互干涉实现了消声效果。干涉式消声器分两类：一是无源的被动式。二是有源的主动式。
2.3风道系统的降噪
风冷式冰箱与直冷式冰箱相比多了一个风扇系统，风扇以及由其引起的流动噪声成为冰箱主要噪声源之一。因此冰箱风道系统噪声主要是空气动力性噪声，它和进出风扇的气流流动不对称、压力波动、速度脉动以及涡流等紧密相关。产生气动噪声的声源一般可以分成单极子源、偶极子源以及四极子源三类。
单极子源也称作脉动球源，是由于流体中流入不均匀的热量或质量时产生的。单极子源产生的声波的振幅和相位是相同的，指向性图形呈球形，但无指向特性是单极子源辐射的特点。其辐射声功率正比于气体流动速度的四次方，只有当气流速率低时的不稳定状态才存在，因此通常都不对其作考虑。
偶极子源是工质在流动中与异物相互作用，使得流动不稳定而产生的。所以它是力声源的一种。比较典型的偶极子源有风扇叶片的尾部漩涡脱落等。偶极子源可看作是相互接近而相位差为180°的两个单极子源形成的，呈现“8”字型的指向性图形，其声辐射功率正比于气体流动速度的六次方。一般来说只有当气流速度较高的条件下偶极子声源才会产生。
四极子源是由无限接近（与波长相比）相反相位的一对偶极子源组成的。四极子源是应力声源的一种。四极子源呈现“四叶玫瑰线型”的指向性图形，其声辐射功率正比于气体流动速度的八次方，产生于高速气流中。
根据以上对气动噪声声源的分类，可知在家用冰箱其风道系统噪声源主要为偶极子声源。空气在不规则的、未经整流的流道中流动产生的噪声为冰箱风道气动噪声的主要来源。从声源上降低冰箱风道系统气流噪声可从以下几方面着手：调整风机叶片的数目、角度和形状；改善风道连接处的密封性；在风道内部适当增加导流片；减少风道内和出风口的障碍物和扰动；降低气流出口处的速度梯度。
参考文献：
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