降低振動和噪聲是制冷壓縮機的重要目標。活塞式制冷壓縮機的振動主要起因于壓縮機曲柄一連桿機構(gòu)運動時形成的慣性力。由于氣流脈動引起的管系振動,也受到人們的關(guān)注。活塞式壓縮機的噪聲包括機械噪聲,流體噪聲和電磁噪聲,對不同的噪聲源應(yīng)采取不同的降低噪聲的措施。
在實際的制冷壓縮機上,我們看到單缸大型低速機需用較大的飛輪;高速多缸開啟式壓縮機。可用較小的聯(lián)軸器兼做飛輪;小型全封閉高速壓縮機,可以不用飛輪,這是為什么呢?這可以通過制冷壓縮機受力加以分析,也是為了減少壓縮機運轉(zhuǎn)的振動。
經(jīng)過制冷壓縮機受力分析,假若角加速度很大,壓縮機將產(chǎn)生劇烈的扭轉(zhuǎn)波動,并導(dǎo)致機器結(jié)合件松弛、密封不嚴、效率降低、壽命縮短等不良后果。為了減小角加速度,可以采取幾方面的措施。一首先是從壓縮機結(jié)構(gòu)設(shè)計上如增加氣缸數(shù),合理布置氣缸軸線夾角,增加曲拐數(shù),合理布置曲拐錯角等,以使總阻力矩的波動范圍盡量減少。另一方面,當(dāng)無法或者不考慮從結(jié)構(gòu)上減小角加速度時,則可以通過加大電動機一壓縮機體系的轉(zhuǎn)動慣量來減小角加速度。增加轉(zhuǎn)動慣量的方法一是按計算結(jié)果加裝適當(dāng)大小的飛輪。飛輪實質(zhì)上是一個具有較大轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)盤,由于飛輪的動能是與轉(zhuǎn)動慣量和轉(zhuǎn)速的平方成正比的,所以其轉(zhuǎn)速有很小的變化就會引起較大的能量蓄存作用。例如當(dāng)沒有飛輪時,在膨脹和吸氣過程中電動機的多余動力本來會使轉(zhuǎn)速急劇上升,同時電動機負荷電流下降很多,但當(dāng)有了飛輪后,轉(zhuǎn)速只很少增多就會把多余的能量貯存起來,電動機的電流下降亦較少;當(dāng)氣缸內(nèi)進行壓縮和排氣過程時,電動機遇到較大的負荷力矩,輸出扭矩不足,若沒有飛輪,就會使轉(zhuǎn)速急劇下降,同時使電動機負荷電流增加很多,但有了飛輪,其速度僅有不大的下降就會釋放出較多的能量,部分彌補電動機驅(qū)動力矩的不足,從而使轉(zhuǎn)速只有很小下降,電動機的電流增加亦較少。此外提高壓縮機的轉(zhuǎn)速也可以減少角加速度,這是因為在高速轉(zhuǎn)動時只要有很小的角加速度,就會蓄存較大的能量。