波轮洗衣机洗涤节拍设计研究

王志松 李亚东 张学杰

无锡小天鹅股份有限公司 江苏无锡 214028

1 引言

波轮洗衣机的洗涤节拍是影响洗衣机洗净性能和磨损性能的主要因素之一，理论上较强的洗涤节拍一方面能带来洗净性能的提升，另外一方面也会造成磨损率的提升，日常生活中，我们也会经常看到用户衣物因多次洗涤被磨破的现象；同时现有波轮洗涤节拍的设计存在着不严谨不科学的过程，有些节拍靠人为主观来设定，有些节拍靠前人的经验继承下来，因此针对这个问题，需要对波轮的洗涤节拍进行更加科学的设计研究，争取能找到一种相比现有程序即可以提升洗净又能适当降低磨损的洗涤节拍。

2 试验部分

2.1 试验方法和材料

试验样机选取波轮洗衣机如图1所示，通过调节不同的洗涤节拍来测试洗净性能和磨损性能。其中洗净性能和磨损性能所需用到的实验负载，污染布、磨损样块、测量仪器以及实验计算方法参考最新的标准GB/T 4288-2018《家用和类似用途电动洗衣机》，参比机使用的型号是CBJ-5，如图2所示，新标准的磨损样块如图3所示。

2.2 实验方案设计

测试容量参考标准规定，通过测试桶容积后确认容量为5.8kg，为了能够去除掉漂洗和脱水过程对洗净比和磨损率的影响，整个程序设计如下：进水，洗涤20min，脱水7min程序结束。其中进水量通过流量表固定进水55L，脱水最高转速也固定为700r，洗衣粉按照标准使用IEC A* 110g，变更部分只针对洗涤20min过程中的洗涤节拍，具体程序方案如表1所示。

洗涤节拍的设计主要包含洗涤加速度，洗涤最高速度，洗涤节拍ON时间，洗涤节拍OFF时间，针对这四个因子采用正交实验测试，对这4个因子设定试验水平如表2所示，其范围条件是参考目前洗衣机使用极限范围。

其中水平1、2分别是四个因子的最低值和最高值。洗涤加速度是指波轮在到达最高速度过程中的加速度，洗涤最高速度指的是波轮转动达到的最高速度，节拍ON和OFF时间是指波轮转停的时间。

3 数据分析

根据上述的因子水平表，设计正交实验表，对每种条件进行测试，根据结果找出影响洗净比和磨损率的关键因子。洗净比的正交实验结果如表3所示。

由表3中极差结果可知，洗涤节拍各因素对洗净比的影响次序为：洗涤加速度＞节拍ON时间≈节拍OFF时间＞洗涤最高转速，即洗涤加速度越高，洗净比越高；洗涤ON时间越长，OFF时间越短，洗净比越高；洗涤最高转速对洗净比影响较小。

针对磨损率的正交实验结果如表4所示。

由表4中极差结果可知，洗涤节拍各因素对磨损率的影响次序为：节拍ON时间＞节拍OFF时间＞洗涤加速度＞洗涤最高速度，即节拍转的时间越短，磨损率越低；节拍停的时间越长，磨损率越低；洗涤加速度越低，磨损率越低；洗涤最高速度对磨损率影响较小。

为了得到洗净比较高而磨损率较低的洗涤节拍，根据上述结论，洗涤加速度对洗净比的影响结果最大，而对磨损率影响较小，因此可以适当增大洗涤加速度；洗涤最高转速对洗净比和磨损的影响都很小，根据表3和表4的试验6和试验7，在加速度一样，洗涤最高速度影响较小情况下，试验7的ON/OFF节拍使得洗净比更高，而磨损更低。

针对这个结论，对现有的程序进行优化比对测试，程序设计仍参照表1，结果如表5所示。

从表5我们可以看出，新的优化方案确实可以做到相比原方案洗净比提升而磨损率下降，说明这个方案是有效的。

图1 波轮洗衣机

图2 参比机

图3 标准磨损样块

表1 程序方案设计表

表2 洗涤节拍正交试验因素水平表

表3 洗净比正交试验比对测试结果

表4 磨损率正交试验比对测试结果

表5 现有程序比对测试结果

4 结论

洗涤加速度对洗净比有显著影响，而对磨损率影响较小，在此基础上，增大洗涤加速度是个较优的选择，同时洗涤ON节拍过长洗净比提升较大，但磨损率也变的很高，因此可以通过减少ON时间而加快洗涤频率，也可以提升洗净比并相应的降低磨损率。

以上分析主要是针对新国标下的测试容量进行比对测试，因测试容量相对额定容量较小，但对消费者来说是普遍使用容量，有较强的实用意义。