美的厨热工程师专访|从源头着手是降噪最有效的手段

美的厨热工程师专访|从源头着手是降噪最有效的手段
2022年09月23日 14:48 艾肯家电网

随着人们健康意识的提升,消费者已经不再仅仅满足于“饮水健康”,而是追求更高品质的“用水健康”,比如日常生活中的洗菜淘米、煮饭煲汤、洗涤餐具等涉及饮食健康的部分,同样需要用到净化水。如此一来,大通量净水器产品成为消费者的“心头好”。

从数据来看,大通量净水器已经成为市场消费主流。而随着通量的增大,就需要配置更大功率的增压泵,噪音相应的也会增大,而且随着电机转速的增加,净水器的寿命也会受到一定影响,容易导致水泵失压和漏水的现象发生。

“从消费者的反馈来看,噪音、老化漏水确实在差评中占据了较大的比例。”美的厨热工程师刘建斌告诉艾肯家电网,“目前行业常见的处理噪音的方法是通过贴消音棉,加隔振泡沫、加缓冲胶套等方案,这些方法的确可以达到减小噪音的目的,但都是从后端解决,并没有从源头解决,带来的问题就是整机体积增大而且成本升高。”

解决问题不能纠结于表面现象,而是要从根本出发,抓住核心问题,只有核心问题解决了表面现象才会消失——经过一年多的团队攻坚,美的从净水器的工作原理出发,利用多腔重叠做功动平衡机理,结合极致泵头仿真设计和电机变频降耗技术,首创五腔结构增压泵,有效解决了增压泵流量小、噪音大的难题。数据表明,搭载此项技术的净水机在流量达600-2000G时,其噪声值仅为38-43dB(A)。

从根源出发,“对症下药式”解决

我们都知道声音是由物体振动所产生,想要解决噪音问题,无非通过两种最基本的途径,一是减少声音的产生,二是阻止声音传播。

正如前文所说,目前行业普遍采用的是第二种方式,虽然起到了一定的作用,但仍然没有从根本上解决问题。在美的研发团队看来,要想解决问题,就得对症下药,挖掘根源。

“净水机的工作原理就是水泵给自来水赋能然后通过滤材,加之其中有一些导流、控制的电磁阀,因此噪音主要就是水泵运行的声音、水流的声音、电磁阀的声音以及机器的共振产生的噪音,而其中最主要的声音就是水泵运行以及水泵运行造成整机共振的声音,因此从水泵着手是降噪最有效的手段。”刘建斌说道。

净水器使用的增压泵是容积式泵的一种,是一个泵头内的相互分隔密封的几个腔体交替运动实现泵水的过程,这让美的研发团队联想到了汽车的发动机。“普通车型采用的是4缸发动机,而高端车型有采用8缸甚至12缸发动机的,带来的就是动力增大且车身NVH(指噪声、振动与声振粗糙度)体验良好。那么我们也可以借鉴汽车发动机的概念,通过增加腔数来降低净水器的噪音。”

经过大量的实验对比之后,美的研发团队发现,五腔泵对于净水机内部狭小的空间是最合适的,腔数增多了,在通量相同的情况下,单个腔体的负载就小了,耦合的振动和噪声就小了很多。

“具体来说,泵里面的腔体彼此之间是相互独立的,腔数增加,平衡轴的数量也会增加,完成一次吸水排水过程需要旋转一周,也就是360度,如果5个腔,除以5每个轴就是72度,如果4个腔的话除以4是90度,角度越大,振动幅度就越大,因此噪音效果肯定是5腔的好。”刘建斌进一步解释道。

据了解,目前市面上的净水器绝大多数采用的是3腔泵,整机的噪音水平在50dB左右,20年美的在业内首先引进了4腔泵,将整机噪音水平提升到45dB的水平,其实这已经是个很好的噪音水平了。但是对于美的来说,在提升用户体验这一点上永远没有终点。最终,美的通过五腔增压降噪技术,将噪音值降到了43dB(A),比竞品噪音水平降低5dB(A)以上,大大提升了用户的使用体验和生活品质。

攻克技术难题,将一些“不可能”变为“可能”

值得一提的是,美的首创的五腔结构增压泵,不仅实现了净水机的低噪音,同时还实现了小体积、大通量和低能耗。

据刘建斌介绍,目前美的开发的大通量五腔泵平台可以兼容300G到1600G的通量区间,流量上是2.3L到8L,而且相对于竞品,通量相同的美的体积比他们小40%,相同体积的,美的的寿命相较于他们提升了1倍,满足净水机10年使用需求,超过最新团标要求的8年。

既要实现小体积,又要大通量,还要低噪音、低能耗,这几个条件似乎是不可能同时实现的,但美的研发团队却做到了。

“通过变频电机技术,我们把电机的体积做小了很多”,美的厨热研发工程师王宏旭介绍说,“除了电机,跟泵腔容积的提升也有一定的关系。简单来说,就是同样的一个截面积,4等分跟5等分,肯定是5等分的利用效率会更高一点,也就是说泵腔的容积效率会相应的提升,这样一来就不需要那么大体积了,所以可以实现体积缩小40%。”

从理论上来说,想要提升水的流量,就需要有更大的一个面积去吸水排水,但现在要尽可能的减小尺寸,这对于净水器的使用寿命又是一大考验。

刘建斌坦言,尺寸和寿命这两个指标本身就是矛盾的,想要平衡好两者之间的关系,需要做大量的测试。如果按照传统的方法来测试泵的疲劳寿命,一次需要跑2000个小时,那做一次实验就需要2个多月,要是实验失败了,还要不断地循环这个过程,这样的话整个开发周期就比较长,于是美的研发团队借助CRC和厨热研究院强大的仿真力量,先对寿命问题进行系统、详尽的分析,然后再做出优化设计,这样再去做实验验证,基本上一次性就能通过。

在一个科技企业里,“人才”与“技术”是最紧要的两大推动力,显然,美的具有这两个方面的优势。也正是对科技高度的重视、不懈的投入以及研发人员对产品较真、死磕的态度,铸就了美的在科技创新方面的硕果累累。仅以五腔增压泵技术为例,目前该技术已经布局专利15项,其中产品部7项,研究院8项,涵盖寿命跃升、极致降噪、平台构建、智能变频等方面。

在净水器产品创新进入瓶颈期的当下,美的充分利用自身的技术优势,从源头出发,根本性解决了现有产品的缺陷,突破了技术发展的瓶颈,为消费者带来更好的产品性能,打造极具竞争力的差异化产品的同时,也引领着行业的技术革新。

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