家用洗衣机NVH测试的噪声等级评定标准及实践
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NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能是家用洗衣机的核心用户体验指标之一,其中噪声等级直接影响消费者对产品“安静性”的评价,也是企业产品力竞争的关键维度。家用洗衣机的噪声等级评定并非简单的数值测量,需依托完善的标准体系,结合精准的测试环境控制与噪声源识别,才能为产品优化提供可靠依据。本文聚焦家用洗衣机NVH测试中的噪声等级评定,从标准解读、实践要点到常见问题,系统拆解这一技术环节的核心逻辑。
家用洗衣机噪声评定的核心标准体系
国际层面,ISO 7779:2018《声学-家用和类似用途电器噪声测试方法》是家用洗衣机噪声评定的基础标准,该标准规定了电器在正常使用条件下的噪声测试方法,涵盖声功率级(Lw)的计算、测试环境要求及负载条件。例如,标准要求测试时洗衣机需处于额定电压、额定频率下运行,负载为标准棉织物(质量相当于洗衣机额定容量的50%~75%),以模拟日常使用场景。
国内方面,GB/T 4214.1-2017《家用和类似用途电器噪声测试方法 第1部分:总则》是主导标准,其技术内容与ISO 7779保持一致,同时结合国内市场需求细化了部分要求,比如针对滚筒洗衣机的脱水程序,明确了转速范围(如800rpm、1200rpm等常用档位)的测试要求。此外,GB 19606-2004《家用和类似用途电器噪声限值》作为强制性标准,规定了不同类型洗衣机的噪声限值(如波轮洗衣机的洗涤噪声不超过56dB(A),脱水噪声不超过62dB(A);滚筒洗衣机洗涤噪声不超过52dB(A),脱水噪声不超过60dB(A)),是企业产品合规的直接依据。
实践中,国际标准与国内标准需协同使用:ISO 7779为测试方法提供技术框架,GB/T 4214.1确保测试流程符合国内行业习惯,而GB 19606则明确了“合格线”。例如,某企业出口欧洲的滚筒洗衣机,需同时满足ISO 7779的测试方法和欧盟Ecolabel的噪声限值(洗涤≤50dB(A)、脱水≤58dB(A)),而内销产品则需符合GB 19606的要求。
噪声源的精准识别:评定的前提条件
家用洗衣机的噪声并非单一来源,而是多个部件协同作用的结果,精准识别噪声源是评定的核心前提。电机是最常见的噪声源之一,其噪声主要来自电磁振动(如定子与转子之间的气隙不均导致的电磁力波动)和机械摩擦(如轴承磨损产生的旋转噪声)。例如,某款直流变频电机在高频运转时(如1000rpm以上),电磁噪声会从电机外壳辐射出来,表现为“尖锐的嗡嗡声”。
滚筒的不平衡是另一类常见噪声源。当衣物缠绕或放置不均时,滚筒重心偏移,旋转时会产生周期性的离心力,引发滚筒与轴承、机壳的碰撞或摩擦,表现为“咚咚”的撞击声或“沙沙”的摩擦声。这种噪声的频率通常与滚筒转速相关(如1200rpm的滚筒,频率约为20Hz),可通过阶次分析快速识别。
水流冲击噪声易被忽视但影响显著。洗衣机工作时,水流在筒内循环,冲击内筒壁、衣物或洗涤剂盒,会产生高频的“哗哗”声。例如,波轮洗衣机的水流速度可达1.5m/s,冲击波轮叶片时会产生500-1000Hz的噪声,这一频段恰是人耳最敏感的范围,容易让用户感到“嘈杂”。
部件振动引发的结构辐射噪声则更为隐蔽。例如,电机支架的橡胶垫老化、减震弹簧刚度不足,会导致电机或滚筒的振动传递到机壳,引发机壳的结构振动,进而辐射出低频噪声(如100-300Hz)。这种噪声的声压级可能不高,但会让用户产生“闷响”或“共振”的不适感受。
测试环境的严格控制:数据准确性的基础
噪声测试的准确性高度依赖环境条件,其中最核心的是测试室的声学特性。家用洗衣机的噪声测试通常在半消声室或混响室中进行:半消声室的墙壁、地面和天花板均铺设吸声材料(如玻璃棉、泡沫塑料),能模拟自由场环境(声音无反射),适用于声功率级的测量;混响室则通过反射面营造扩散场环境,适用于声压级的主观评价。
背景噪声是影响测试结果的关键因素。根据ISO 7779的要求,测试环境的背景噪声需低于被测洗衣机噪声至少10dB(A),否则需进行修正。例如,若被测洗衣机的声压级为55dB(A),背景噪声需≤45dB(A),否则测量值会被背景噪声“抬高”,导致结果偏差。
洗衣机的放置条件同样重要。标准要求洗衣机需放置在水平、刚性的地面上(如混凝土或花岗岩地面),且与周围障碍物保持至少1m的距离,避免反射声影响测量。若放置在松软的地毯上,地面的吸声作用会降低声压级测量值,导致“假合格”;若靠近墙壁,反射声会增加声压级,导致“假超标”。
负载条件需严格遵循标准。例如,GB/T 4214.1规定,测试时需使用标准棉织物(如重量为额定容量的50%,且每件衣物重量在0.5-1kg之间),水位设置为额定水位。若负载过轻,衣物与滚筒的摩擦减少,噪声会偏低;若水位过高,水流冲击噪声会增加,均会影响结果的真实性。
关键评定指标的解读:从数值到用户感知
噪声等级评定的核心指标是声功率级(Lw)和声压级(Lp),两者的区别需明确:声功率级是洗衣机自身发射的噪声总能量,反映“噪声源的强弱”;声压级是测试点处的噪声强度,反映“用户感受到的噪声大小”。例如,一台声功率级为50dB(A)的洗衣机,在1m处的声压级约为45dB(A)(自由场条件下),而在封闭的卫生间中,声压级可能达到50dB(A)(反射声叠加)。
倍频带分析是连接数值与用户感知的桥梁。人耳对不同频率的噪声敏感度不同,例如,100-500Hz的低频噪声会引发“闷胀感”,500-2000Hz的中频噪声会让人“烦躁”,2000Hz以上的高频噪声则会让人“刺耳”。例如,某洗衣机的总声压级为55dB(A),但其中125Hz的倍频带声压级达到60dB(A),用户会明显感受到“嗡嗡的闷响”,而若高频(如4000Hz)声压级高,用户会觉得“尖锐”。
标准中的限值通常基于等效连续声级(Leq),即测试周期内的平均噪声级。例如,洗衣机的标准洗涤程序约45分钟,涵盖洗涤、漂洗、脱水等阶段,Leq能综合反映整个过程的噪声水平,而不是某个瞬间的峰值(如进水时的“哗啦”声)。这与用户的实际使用体验一致——用户更关注“整个洗衣过程的安静程度”,而非某一刻的噪声。
实践中的常见误区:避开数据偏差的陷阱
负载不均匀是最常见的误区之一。例如,测试时将衣物集中放在滚筒一侧,导致滚筒不平衡,噪声突然升高,若未察觉,会误判为“产品噪声超标”。正确的做法是测试前将衣物均匀放置,或使用标准负载包(如填充均匀的棉包)。
水位设置错误易被忽视。部分测试人员为了“方便”,将水位设置为“低水位”,导致水流噪声偏低,测量结果低于实际使用场景。例如,某款滚筒洗衣机的额定水位为40L,低水位为20L,低水位时的水流冲击噪声比额定水位低5dB(A),会导致“假合格”。
麦克风位置偏差会直接影响声压级测量。根据ISO 7779的要求,麦克风需放置在以洗衣机为中心的半球面上(半径1m),共5个测试点(前方、左前、右前、左后、右后),每个点的高度为1.5m(与用户耳朵高度一致)。若麦克风偏向一侧(如离左前侧过近),会导致该点的声压级偏高,而其他点偏低,平均后的结果会偏差。
测试时间不足会导致结果不完整。洗衣机的不同程序(洗涤、漂洗、脱水)噪声不同,需测试完整的工作周期(如标准洗涤程序约45分钟),计算等效连续声级(Leq)。若仅测试洗涤阶段(15分钟),会忽略脱水阶段的高噪声,导致“漏判”。
从评定到优化:实践中的落地案例
某品牌滚筒洗衣机在上市前测试中,脱水程序的声功率级达到62dB(A),超过GB 19606的限值(60dB(A))。通过阶次分析发现,噪声的主要频率为20Hz(对应滚筒转速1200rpm),进一步拆解发现是滚筒轴承的径向间隙超过设计值(0.05mm vs 0.02mm),导致旋转时产生周期性振动。更换高精度轴承(径向间隙0.015mm)后,声功率级降至58dB(A),满足标准要求。
另一款波轮洗衣机的用户反馈“洗涤时有闷响”,测试发现是电机支架的橡胶垫老化,压缩量从设计的5mm变为8mm,导致电机振动直接传递到金属机壳,引发结构辐射噪声(100-200Hz)。将橡胶垫更换为阻尼更大的丁腈橡胶(阻尼系数从0.15提高到0.3),并调整压缩量至5mm,低频噪声的声压级降低了4dB(A),用户反馈“安静了很多”。
某款高端洗衣机的水流噪声问题突出(500-1000Hz的声压级达到55dB(A)),通过CFD(计算流体力学)模拟发现,内筒的筋条形状(直角型)导致水流冲击时产生涡流。优化筋条为圆弧型(半径R5mm)后,水流的流动阻力减少30%,冲击噪声的声压级降至48dB(A),同时节水10%(水流更顺畅,需水量减少)。
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