Feilanalyse av luftkondisjoneringskompressor for elektriske kjøretøy - Mangel på olje og smøring

Klimakompressor for elektriske kjøretøy er en kompleks maskin som kjører med høy hastighet. Å sikre tilstrekkelig smøring av kompressorens veivaksel, lagre, koblingsstenger, stempler og andre bevegelige deler er et grunnleggende krav for å opprettholde normal drift av maskinen. Av denne grunn krever kompressorprodusenten bruk av angitte kvaliteter av smøreolje og regelmessig inspeksjon av smøreoljenivået og -fargen. Men på grunn av uaktsomhet i design, konstruksjon og vedlikehold av kjølesystemer, er utilstrekkelig smøring av bevegelige deler vanlig på grunn av mangel på kompressorolje, oljekoksing, returfortynning, spyling av kjølemiddel og bruk av dårligere smøreolje. Utilstrekkelig smøring kan føre til slitasje eller riper på lagerflaten, og i alvorlige tilfeller kan det føre til at akselen og stempelet setter seg fast i sylinderen, samt resultere i stangbøyning og bruddulykker.
1. Mangel på olje
Oljemangel er en av de lettest identifiserte kompressorfeilene. Når kompressoren mangler olje, er det lite eller ingen smøreolje i veivhuset. Kompressoren er en spesiell luftpumpe, hvor en stor mengde kjølemediegass slippes ut samtidig som den fører med seg en liten mengde smøreolje (kalt rennende olje eller rennende olje). Kompressoroljelekkasje er uunngåelig, men oljelekkasjehastigheten er annerledes. Det er omtrent {{0}} prosent smøreolje i eksosgassen til en semi-hermetisk stempelkompressor, mens 0.5-1 prosent i en rullekompressor. For en 6-sylinderkompressor med et slagvolum på 100m3/t og en veivhusoljelagringskapasitet på 6 liter, betyr 3 prosent oljestrøm omtrent 0,3-0,8 liter oljestrøm per minutt, eller kompressoren fungerer i mer enn ti minutter uten oljeretur.
Hvis smøreoljen som slippes ut fra kompressoren ikke kommer tilbake, vil kompressoren gå tom for olje.
Det er to måter å returnere olje fra kompressoren, den ene er å returnere olje fra oljeutskilleren, og den andre er å returnere olje fra returrøret. Oljeutskilleren er installert på eksosrøret til kompressoren og kan generelt skille 50-95 prosent av den løpende oljen. Oljeretureffekten er god og hastigheten er høy, noe som reduserer mengden olje som kommer inn i systemrørledningen betraktelig, og forlenger dermed driftstiden uten oljeretur. Det er ikke uvanlig at kjøleanlegg med spesielt lange rørledninger, systemer for fremstilling av full flytende is og frysetørkeutstyr med svært lave temperaturer ikke returnerer olje eller har svært lite oljeretur etter ti eller til og med dusinvis av minutter med oppstart. Dårlig utformede systemer kan føre til at kompressoren slår seg av på grunn av lavt oljetrykk. Installering av en høyeffektiv oljeseparator i dette kjølesystemet kan i stor grad forlenge kompressorens oljereturfrie driftstid, noe som gjør at kompressoren trygt kan passere krisestadiet med ingen oljeretur etter oppstart.
Smøreoljen som ikke er separert vil komme inn i systemet og strømme med kjølemediet i røret og danne en oljesirkulasjon. Etter at smøreoljen kommer inn i fordamperen, på den ene siden, på grunn av lav temperatur og lav løselighet, separeres en del av smøreoljen fra kjølemediet; På den annen side gjør lav temperatur og høy viskositet at den separerte smøreoljen lett fester seg til den indre veggen av røret, noe som gjør det vanskelig å flyte. Jo lavere fordampningstemperatur, desto vanskeligere er det å returnere olje. Dette krever at utformingen og konstruksjonen av fordampnings- og returrørledningene må bidra til retur av olje. Vanlig praksis er å ta i bruk en nedadgående rørledningsdesign og sikre en større luftstrømhastighet. For kjøleanlegg med spesielt lave temperaturer, slik som - 85 grad C og - 150 grad C medisinske kryogentanker, i tillegg til å velge en høyeffektiv oljeseparator, tilsettes vanligvis spesielle løsemidler for å hindre at smøreolje blokkerer kapillarrørene og ekspansjonsventilene, og hjelper til med å returnere olje. I praktiske applikasjoner er oljereturproblemer forårsaket av feil utforming av fordampere og returledninger ikke uvanlige. For R22- og R404A-systemer er det svært vanskelig å returnere olje fra en full væskefordamper, og utformingen av systemets returrørledning må være svært forsiktig. For et slikt system kan bruk av effektiv oljeseparasjon i stor grad redusere mengden olje som kommer inn i systemrørledningen, noe som effektivt forlenger ikke-returtiden til returrøret etter oppstart. Når kompressoren er høyere enn fordamperen, er det nødvendig med en returbøy på det vertikale returrøret. Oljereturbøyen bør være så kompakt som mulig for å redusere oljelagring. Avstanden mellom oljereturbøyene bør være passende. Når antallet oljereturbend er stort, bør det tilsettes litt smøreolje. Returledningen til det variable lastsystemet må også være forsiktig. Når belastningen avtar, vil returlufthastigheten synke, og for lav hastighet bidrar ikke til oljeretur. For å sikre oljeretur under lav belastning kan det vertikale sugerøret bruke doble stigerør.
Hyppig start av kompressoren bidrar ikke til oljeretur. På grunn av den korte kontinuerlige driftstiden stoppet kompressoren, og det var ikke tid til å danne en stabil høyhastighets luftstrøm i returrøret, så smøreoljen kunne bare forbli i røret. Hvis returoljen er mindre enn utløpsoljen, vil kompressoren gå tom for olje. Jo kortere driftstid, jo lengre rørledning, og jo mer komplekst systemet er, desto mer fremtredende er oljereturproblemet. For helt lukkede kompressorer (inkludert scroll-kompressorer og rotorkompressorer) og delvis halvlukkede kompressorer som ikke har en sikkerhetsbryter for oljetrykk, forårsaker hyppig oppstart mer skade.
Kompressorvedlikehold er like viktig. Under avriming øker temperaturen på fordamperen, og smøreoljens viskositet synker, noe som gjør den lett å flyte. Etter avrimingssyklusen er kjølemediets strømningshastighet høy, og den gjenværende smøreoljen vil bli konsentrert og returnert til kompressoren. Derfor bør frekvensen og varigheten av avrimingssyklusen også stilles inn nøye for å unngå store svingninger i oljenivået eller til og med oljesjokk. Når det er mer kjølemiddellekkasje, vil returlufthastigheten reduseres, og for lav hastighet vil føre til at smøreoljen blir liggende i returluftrørledningen og ikke raskt kan returnere til kompressoren.
Returen av smøreolje til kompressorhuset tilsvarer ikke returen til veivhuset. For kompressorer som bruker undertrykksoljereturprinsippet til veivakselhulrommet, hvis stempelet lekker på grunn av slitasje osv., stiger trykket i veivhuset, og oljeretur-enveisventilen stenger automatisk på grunn av differensialtrykkeffekten. Smøreoljen som returneres fra returrøret forblir i motorhulrommet og kan ikke komme inn i veivhuset. Dette er det interne oljereturproblemet, som også kan forårsake oljemangel. I tillegg til at slike ulykker forekommer i slitte gamle maskiner, kan det å starte med væske forårsaket av kjølemiddelmigrering også gi vanskeligheter med intern oljeretur, men tiden er vanligvis kort, med maksimalt mer enn ti minutter. Når det er et internt oljereturproblem, kan det observeres at oljenivået i kompressoren fortsetter å synke inntil oljetrykksikringen virker. Etter at kompressoren ble slått av, kom oljenivået i veivhuset raskt tilbake. Grunnårsaken til det interne oljereturproblemet ligger i lekkasjen av sylinderen. Den slitte stempelenheten bør skiftes ut i tide. Oljetrykksikringen vil automatisk slå seg av når det mangler olje, og beskytter kompressoren mot skade. Helt lukkede kompressorer (inkludert rotorer og scrollkompressorer) og luftkjølte kompressorer uten oljeskueglass og oljetrykksikkerhetsanordninger har ingen åpenbare symptomer når olje mangler, og de slår seg ikke av. Kompressoren kan være utilsiktet slitt og skadet. Kompressorstøy, vibrasjoner eller overdreven strøm kan være relatert til mangel på olje. Nøyaktig vurdering av driftsforholdene til kompressoren og systemet er svært viktig. Lav omgivelsestemperatur kan føre til at enkelte oljetrykksikkerhetsanordninger ikke fungerer og forårsake kompressorslitasje.
Slitasjen forårsaket av mangel på kompressorolje er generelt relativt jevn. Hvis det er lite eller ingen smøreolje, vil det oppstå kraftig friksjon på lagerflaten, og temperaturen vil stige raskt i løpet av få sekunder. Hvis kraften til motoren er stor nok, vil veivakselen fortsette å rotere, og veivakselen og lagerflatene vil bli slitt eller ripet opp. Ellers vil veivakselen låses av lagrene og slutte å rotere. Den frem- og tilbakegående bevegelsen til stempelet i sylinderen er den samme. Mangel på olje kan forårsake slitasje eller riper, og i alvorlige tilfeller kan stempelet sette seg fast i sylinderen og ikke bevege seg.
2. Utilstrekkelig smøring
Den direkte årsaken til slitasje er utilstrekkelig smøring. Mangel på olje kan definitivt føre til utilstrekkelig smøring, men utilstrekkelig smøring er ikke nødvendigvis forårsaket av mangel på olje. Utilstrekkelig smøring kan også være forårsaket av tre årsaker: manglende evne til smøreolje til å nå lageroverflaten; Selv om smøreoljen har nådd lageroverflaten, er dens viskositet for liten til å danne en oljefilm med tilstrekkelig tykkelse; Selv om smøreoljen har nådd lageroverflaten, har den dekomponert på grunn av overoppheting og kan ikke fungere som smøremiddel.
Blokkering av oljesugeskjermen eller oljetilførselsrørledningen, eller svikt i oljepumpen kan påvirke leveringen av smøreolje, og smøreoljen kan ikke nå friksjonsoverflaten vekk fra oljepumpen. Oljesugskjermen og oljepumpen er normale, men lagerslitasje og overdreven klaring kan forårsake oljelekkasje og lavt oljetrykk, noe som gjør friksjonsoverflaten vekk fra oljepumpen utilgjengelig, noe som forårsaker slitasje og riper.
Væskeretur er et vanlig systemproblem, og en av de største farene ved retur av væske ligger i å fortynne smøreoljen. Etter at fortynnet smøreolje når friksjonsoverflaten, er dens viskositet lav og den kan ikke danne en beskyttende oljefilm med tilstrekkelig tykkelse, noe som kan forårsake slitasje over tid. Når returvæskevolumet er relativt stort, vil smøreoljen være veldig tynn, ikke bare ute av stand til å spille en smørende rolle, men vil også løse opp og vaske den originale oljefilmen, noe som forårsaker kjølemiddelspyling.
På grunn av ulike årsaker (inkludert kompressorstarttrinnet), vil temperaturen på friksjonsoverflaten hvor det ikke oppnås smøreolje stige raskt, og smøreoljen vil begynne å dekomponere etter å ha overskredet 175 grader C. "Utilstrekkelig smøring - friksjon - høy overflate temperatur - oljedekomponering" er en typisk ond sirkel, og mange ondartede ulykker, inkludert koblingsstangholderaksel og stempelklemmesylinder, er relatert til denne onde syklusen. Utilstrekkelig smøring og oljemangel kan sees i demonterte kompressorer. Mangel på olje manifesterer seg generelt i store områder med relativt jevn overflateskade og høye temperaturer, mens mangel på smøring er mer vanlig manifestert i slitasje, riper og høye temperaturer på spesifikke steder, for eksempel lageroverflaten borte fra oljepumpen.
Når stempelet beveger seg opp og ned, roteres belastningen på stempelpinnen mellom øvre og nedre del av lagerflaten, noe som gjør at smøreoljen kan jevnt børste stempelpinnen og gi tilstrekkelig smøring. Hvis eksosventilplaten er bøyd eller ødelagt, eller kompressoren opererer med et høyt trykkforhold i lang tid, vil det føre til utilstrekkelig smøring og slitasje på den ene siden av stempelpinnen, noe som resulterer i økt porøsitet. Hvis stempelpinnen har et ristespalte, vil stempelet bli kastet ut i øvre dødpunkt og treffe ventilplaten og ventilplaten, og produsere en bankelyd. Kontroller derfor slitasjen på stempelpinnen når du skifter ut ventilplaten.
Konklusjoner og anbefalinger
Mangel på olje kan forårsake alvorlige smøremangler. Grunnårsaken til mangel på olje er ikke mengden og hastigheten på kompressoroljestrømmen, men heller systemets dårlige oljeretur. Installasjon av oljeutskiller kan raskt returnere olje og forlenge kompressorens driftstid uten oljeretur. Utformingen av fordamperen og returledningen må ta hensyn til returoljen. Vedlikeholdstiltak som å unngå hyppige oppstarter, avriming regelmessig, etterfylling av kjølemiddel i tide og utskifting av slitte stempelkomponenter i tide bidrar også til å returnere olje.
Returvæske og kjølemiddelmigrering vil fortynne smøreoljen, noe som ikke bidrar til dannelsen av oljefilm; Svikt i oljepumpen og blokkering av oljekretsen kan påvirke oljetilførselen og trykket, noe som fører til mangel på olje på friksjonsoverflaten; Den høye temperaturen på friksjonsoverflaten vil fremme nedbrytningen av smøreoljen, noe som gjør at smøreoljen mister sin smøreevne. Utilstrekkelig smøring forårsaket av disse tre problemene fører ofte til kompressorskader. Grunnårsaken til oljemangel ligger i systemet. Derfor kan bare bytte av kompressor eller noe tilbehør ikke fundamentalt løse problemet med oljemangel.