四开门冰箱排气孔在什么地方（冰箱排气孔是哪几个孔）

黄文才王利亚江俊李语亭钟泽胡海宏

合肥美的电冰箱有限公司

摘要

Abstract

冰箱管路共振噪声一直是冰箱机械室噪声的主要来源之一，排气管作为机械室的主要管路部件，其产生的管路共振噪声是研究的重点。通常降低排气管管路共振噪声主要是通过在排气管上施加相应数量的减振锤来达到减振降噪的目的。这种方法不仅要针对性地考虑减振锤施加位置，还需要增加成本预算。基于此，针对压缩机排气管共振噪声问题，选择某型号冰箱，在控制其管长不变的情况下，对排气管进行结构优化设计，结合仿真分析技术，使其性能优化。结果表明，结合固有频率仿真结果，通过改变排气管原有管路走向，可以使其达到原有减振锤的减振降噪效果，一阶固有频率误差仅在0.063%，不仅达到原有减振要求，还在一定程度上降低了预算成本，为解决冰箱管路共振噪声和排气管管路结构优化设计提供了可靠性参考和方向。

关键词

Keywords

冰箱；管路噪声；排气管；共振；固有频率

DOI:10.19784/j.cnki.issn1672-0172.2021.03.015

1 引言

日益增长的经济水平不断地提升了人们对高品质生活的追求，各种高端家电产品已经进入人们的生活，成为了家庭生活中必不可少的存在，冰箱作为其中的一员，与人们的生活紧密相关。越来越多的功能化、高端化需求已经成为决定人们购买意愿的一个标准，同时产品的性能优点也成为人们评价产品的一个维度，静音冰箱就是当今人们对人性化设计的追求之一。

冰箱作为全天候运行的设备，由于其结构的特性，其内部各部件功能运转时会产生不同程度的噪声。其中冰箱噪声主要包括管路共振噪声、冷媒波动噪声、风机噪声、压缩机噪声等几方面，而管路噪声作为机械室主要噪声源之一，一直以来都是研究的重点。赵颖[1]等人通过对原排气管路进行了气流脉动和管路振动分析，结合现场管路振动实测数据，通过增加脉动衰减器，改变排气管路布置，增加支撑结构管等措施对管路系统进行改造从而降低了管路振动；张占义[2]等人采用测振仪对螺杆式压缩机排气管现场采集多点进行振动测量，并利用建模软件对管道系统进行建模和模态分析，获得管道的固有频率和振型、流体轨迹，进而找出了引起压缩机排气管强烈振动的关键性原因是气流脉动和管道共振，经改进后使振动幅度大大降低；鲍敏[3]等人对压缩机管路进行模态仿真，获得压缩机管路振动特性，对压缩机管路进行优化，并确定最终改进方案，通过验证管路平均振动降低50%以上；马坚[4]等人通过测试获得压缩机工作工况下的主要激励频率，结合有限元仿真软件对冰箱管路进行了仿真优化设计，模态仿真和实验结果表明，优化管路走向会改变其固有频率，进而避开压缩机共振区；邓向涛[5]等人综合运用仿真优化、实验分析等方法，针对冰箱机械室共振问题提出了改善方案，成功解决了冰箱低频噪音大的问题。但是，针对于排气管本身的结构设计研究较少，同时尚未从去掉减振锤的角度进行减振降噪研究。

根据2020年冰箱用户体验调研，冰箱的管路共振噪音在固有声源噪声中排在前列，用户投诉的重点主要集中在机械室的压缩机噪声，而实际走访调研发现机械室的噪声主要来源于管路共振噪声。由于运输及人工安装过程中存在不合理的操作易造成管路变形及碰撞，从而导致共振噪声的问题，其中管路的结构变形是最重要的原因，因此对排气管结构的合理设计是本次研究内容的重点。管路减振降噪的一般措施是在管路的相应位置施加减振锤来规避共振带，但减振锤的存在无疑增加了相应的成本。因此针对排气管的结构设计优化解决管路共振噪声是本文研究的重点。本文针对某款对开门冰箱的排气管路进行机理及实验研究，得到了管路共振噪声的问题要点，通过合理优化设计排气管路结构，结合仿真分析，使管路达到有减振锤的减振降噪效果，为后续产品的设计和开发提供参考。

管路共振的本质是压缩机启动工作中，由于电机的启动运转而产生的振动传递到冰箱外壳或管路而引起的同频振动[6]。通常为减小压缩机内部电机工作时的振动噪音，压缩机内部电机是由弹簧固定的，并且压缩机的固定也采用橡胶支撑，已经起到了很好的减振效果。排气管路作为冰箱压缩机配管，是连接压缩机与冷凝器等重要构成部件，其结构设计可靠性一直都是影响配管结构设计的关键影响因素[7]。

解决冰箱管路共振问题主要是使排气管路的固有频率避开压缩机运行频率，减小管路振动幅度。采用减振锤的措施可以大幅度降低管路的振动幅度，降低管路的振动频率，从而达到避开共振频率点的目的。这种方法的不足主要是在生产工艺中减振锤的安放位置容易因人为操作导致偏差，同时减振锤的存在也会增加成本预算。基于此，本文通过我司某型号冰箱管路进行结构优化设计，借助测试实验设备，通过将实验数据与仿真结果进行对比，证明所建排气管路模型的合理性，基于仿真固有频率和振动分析结果进行设计优化，使新设计的排气管路达到原有性能效果。

2 冰箱压缩机管路共振分析

管路共振噪声是机械室噪声的主要来源之一，其主要激励源为压缩机的振动，压缩机通过橡胶垫安装在压缩机安装底板上，压缩机通过吸气、排气管路等与冰箱箱体相连。

压缩机启动是通过内部电机的简谐运动带动曲柄连杆进行转动，产生相应的振动简谐激励，振动能量进而传递到压缩机外表面壳体，壳体则将振动能量传递到机械室管路上，最后传给箱体产生噪声辐射。排气管管路形状相对复杂，对压缩机管路共振影响较大。

当前某款冰箱型号排气管的管路结构设计主要采用以下特征，如图1所示，管路激励源主要集中体现在压缩机与管路接口端，同时其也作为约束端，最大振动点则为竖直方向的最远端，最远端管路振动大小决定着管路一阶固频特征分布。

本文采用建模仿真方法对排气管路三进行结构优化设计，基于固有频率测试分析结果进行对比验证得出最佳管路设计方案。

3 冰箱压缩机管路仿真分析

3.1 排气管管路模型的建立

针对我司某款型号的冰箱压缩机排气管路进行建模分析，实际管路结构设计如图2所示，该排气管主要特征为在相应的位置上施加了四个减振锤，具体位置如图2所示。

本次研究结合有限元分析软件进行建模仿真，借助模拟仿真软件能够从设计端进行方案的优化分析，查寻方案的问题点，从而可以避免方案设计的盲目性。本次采用仿真软件中的模态仿真模块，模态仿真是针对材料固频及刚度等固有属性进行研究分析，通过将设计的管路结构进行抽壳处理，导入软件模块中设置激励源及物性材料参数从而进行振动模态分析。

本次模拟研究的重点是针对排气管管路固有频率分布特征，进行管路结构优化设计，同时也考虑仿真工作的计算复杂性，在排气管管路两端设置好相应的约束边界条件，以满足实际压缩机、箱体以及减振锤对管路的约束影响，排气管采用的是钢材料，具体参数如表1所示。

同时在管路相应位置处施加相同大小的减振锤，将建立好的模型导入到软件中进行模拟分析，管路采用壳单元，单元大小为1mm，减振锤采用四面体结构，单元大小为2mm，在管路管口两端施加固定约束，在减振垫与管路接触处施加碰撞约束。可得固有频率仿真结果如图3所示。

3.2 实验测试

针对我司某一款冰箱机械室的排气管管路共振问题的研究，对装配状态下的管路进行实验分析，获取排气管管路的相关参数。采用锤击法对排气管进行激励固有频率测试，通过智能数据采集和处理设备对回气管路进行实验数据采集，实验通过单点激励、多点响应的方法，在排气管不同测点处分别布置加速度传感器，同时选定激励点进行敲击，通过加速度传感器获得输出响应变化曲线，从而得到管路的固有频率分布，如图4为实际加速度传感器布点测试。