Fejlanalyse af klimaanlægskompressor til elektriske køretøjer - Mangel på olie og smøring

Airconditionkompressor til elektriske køretøjer er en kompleks maskine, der kører ved høj hastighed. At sikre tilstrækkelig smøring af kompressorens krumtapaksel, lejer, plejlstænger, stempler og andre bevægelige dele er et grundlæggende krav for at opretholde den normale drift af maskinen. Af denne grund kræver kompressorproducenten brug af angivne kvaliteter af smøreolie og regelmæssig inspektion af smøreoliens niveau og farve. På grund af uagtsomhed i design, konstruktion og vedligeholdelse af kølesystemer er utilstrækkelig smøring af bevægelige dele imidlertid almindelig på grund af mangel på kompressorolie, olieforkoksning, returfortynding, kølemiddelskylning og brug af ringere smøreolie. Utilstrækkelig smøring kan forårsage slitage eller ridser på lejefladen, og i alvorlige tilfælde kan det få aksel og stempel til at sætte sig fast i cylinderen, samt resultere i stangbøjning og brudulykker.
1. Mangel på olie
Oliemangel er en af ​​de lettest identificerede kompressorfejl. Når kompressoren mangler olie, er der lidt eller ingen smøreolie i krumtaphuset. Kompressoren er en speciel luftpumpe, hvor en stor mængde kølemiddelgas udledes, samtidig med at den medfører en lille mængde smøreolie (kaldet løbende olie eller løbende olie). Kompressorolielækage er uundgåelig, men olielækagehastigheden er anderledes. Der er ca. {{0}} procent smøreolie i udstødningsgassen fra en semi-hermetisk stempelkompressor, mens 0.5-1 procent i en scroll-kompressor. For en 6-cylinderkompressor med et slagvolumen på 100 m3/time og en olieopbevaringskapacitet på 6 liter i krumtaphuset, betyder 3 procent olieflow cirka 0.3-0,8 liter olieflow pr. minut, eller kompressoren kører i mere end ti minutter uden olieretur.
Hvis den smøreolie, der udledes fra kompressoren, ikke vender tilbage, løber kompressoren tør for olie.
Der er to måder at returnere olie fra kompressoren, den ene er at returnere olie fra olieudskilleren, og den anden er at returnere olie fra returrøret. Olieudskilleren er installeret på kompressorens udstødningsrør og kan generelt adskille 50-95 procent af den løbende olie. Olieretureffekten er god, og hastigheden er høj, hvilket i høj grad reducerer mængden af ​​olie, der kommer ind i systemets rørledning, og derved effektivt forlænger driftstiden uden olieretur. Det er ikke ualmindeligt, at køleanlæg med særligt lange rørledninger, systemer til fremstilling af fuld flydende is og frysetørringsudstyr med meget lave temperaturer ikke returnerer olie eller har meget lidt olieretur efter ti eller endda snesevis af minutters opstart. Dårligt designede systemer kan få kompressoren til at lukke ned på grund af lavt olietryk. Installation af en højeffektiv olieudskiller i dette kølesystem kan i høj grad forlænge kompressorens oliereturfrie driftstid, hvilket gør det muligt for kompressoren sikkert at passere krisestadiet med ingen olieretur efter opstart.
Den ikke udskilte smøreolie vil komme ind i systemet og flyde med kølemidlet i røret og danne en oliecirkulation. Efter at smøreolien kommer ind i fordamperen, på den ene side, på grund af lav temperatur og lav opløselighed, adskilles en del af smøreolien fra kølemidlet; På den anden side gør lav temperatur og høj viskositet, at den separerede smøreolie let klæber til rørets indervæg, hvilket gør det vanskeligt at flyde. Jo lavere fordampningstemperaturen er, jo sværere er det at returnere olie. Dette kræver, at udformningen og konstruktionen af ​​fordampnings- og returrørledningerne skal være befordrende for retur af olie. Den almindelige praksis er at anvende et nedadgående rørledningsdesign og sikre en større luftstrømshastighed. Til køleanlæg med særligt lave temperaturer, såsom - 85 grader C og - 150 grader C medicinske kryogentanke, tilsættes der, udover at vælge en højeffektiv olieudskiller, sædvanligvis specielle opløsningsmidler for at forhindre, at smøreolie blokering af kapillarrør og ekspansionsventiler og for at hjælpe med at returnere olie. I praktiske applikationer er oliereturproblemer forårsaget af forkert design af fordampere og returledninger ikke ualmindelige. For R22- og R404A-systemer er det meget vanskeligt at returnere olie fra en fuld væskefordamper, og designet af systemets returrørledning skal være meget omhyggelig. For et sådant system kan brug af effektiv olieseparation i høj grad reducere mængden af ​​olie, der kommer ind i systemrørledningen, hvilket effektivt forlænger returløbstiden for returrøret efter opstart. Når kompressoren er højere end fordamperen, er en returbøjning på det lodrette returrør nødvendig. Oliereturbøjningen skal være så kompakt som muligt for at reducere olieoplagringen. Afstanden mellem oliereturbøjninger skal være passende. Når antallet af oliereturbøjninger er stort, bør der tilsættes noget smøreolie. Returledningen af ​​det variable belastningssystem skal også være forsigtig. Når belastningen falder, vil returlufthastigheden falde, og for lav hastighed er ikke befordrende for olieretur. For at sikre olieretur under lav belastning kan det lodrette sugerør bruge dobbelte stigrør.
Hyppig start af kompressoren er ikke befordrende for olieretur. På grund af den korte kontinuerlige driftstid stoppede kompressoren, og der var ikke tid til at danne en stabil højhastighedsluftstrøm i returrøret, så smøreolien kunne kun blive i røret. Hvis returolien er mindre end afgangsolien, løber kompressoren tør for olie. Jo kortere driftstiden er, jo længere er rørledningen, og jo mere komplekst systemet er, jo mere fremtrædende er oliereturproblemet. For fuldt lukkede kompressorer (inklusive scrollkompressorer og rotorkompressorer) og delvist halvlukkede kompressorer, der ikke har en olietrykssikkerhedsafbryder, forårsager hyppig opstart mere skade.
Kompressorvedligeholdelse er lige så vigtig. Under afrimning stiger fordamperens temperatur, og smøreoliens viskositet falder, hvilket gør den let at flyde. Efter afrimningscyklussen er kølemidlets strømningshastighed høj, og den resterende smøreolie vil blive koncentreret og returneret til kompressoren. Derfor bør frekvensen og varigheden af ​​afrimningscyklussen også indstilles omhyggeligt for at undgå store udsving i olieniveauet eller endda oliechok. Når der er mere kølemiddellækage, vil returlufthastigheden falde, og for lav hastighed vil medføre, at smøreolien bliver i returluftrørledningen og ikke hurtigt kan vende tilbage til kompressoren.
Retur af smøreolie til kompressorhuset svarer ikke til retur til krumtaphuset. For kompressorer, der anvender undertryksoliereturprincippet i krumtapakselhulrummet, hvis stemplet lækker på grund af slid osv., stiger trykket i krumtaphuset, og olieretur-envejsventilen lukker automatisk på grund af differenstrykeffekten. Smøreolien, der returneres fra returrøret, bliver i motorhulrummet og kan ikke komme ind i krumtaphuset. Dette er det interne oliereturproblem, som også kan forårsage oliemangel. Ud over forekomsten af ​​sådanne ulykker i slidte gamle maskiner, kan start med væske forårsaget af kølemiddelmigrering også give vanskeligheder ved intern olieretur, men tiden er normalt kort, med maksimalt mere end ti minutter. Når der er et internt oliereturproblem, kan det ses, at olieniveauet i kompressoren fortsætter med at falde, indtil olietrykssikringen virker. Efter at kompressoren blev slukket, kom olieniveauet i krumtaphuset hurtigt op igen. Grundårsagen til det interne oliereturproblem ligger i lækagen af ​​cylinderen. Den slidte stempelsamling skal udskiftes rettidigt. Olietryksikkerhedsanordningen vil automatisk lukke ned, når der mangler olie, hvilket beskytter kompressoren mod beskadigelse. Fuldt lukkede kompressorer (inklusive rotorer og scrollkompressorer) og luftkølede kompressorer uden olieskueglas og olietrykssikkerhedsanordninger har ingen tydelige symptomer, når olie mangler, og de lukker ikke ned. Kompressoren kan utilsigtet blive slidt og beskadiget. Kompressorstøj, vibrationer eller for høj strøm kan være relateret til mangel på olie. Nøjagtig bedømmelse af driftsforholdene for kompressoren og systemet er meget vigtigt. Lav omgivelsestemperatur kan forårsage, at nogle olietrykssikkerhedsanordninger fungerer forkert og forårsager slid på kompressoren.
Slidet forårsaget af mangel på kompressorolie er generelt relativt ensartet. Hvis der er lidt eller ingen smøreolie, vil der opstå kraftig friktion på lejefladen, og temperaturen vil stige hurtigt i løbet af få sekunder. Hvis motorens kraft er stor nok, vil krumtapakslen fortsætte med at rotere, og krumtapakslen og lejefladen vil blive slidt eller ridset. Ellers vil krumtapakslen blive låst af lejerne og stoppe med at rotere. Den frem- og tilbagegående bevægelse af stemplet i cylinderen er den samme. Mangel på olie kan give slitage eller ridser, og i svære tilfælde kan stemplet sidde fast i cylinderen og ikke bevæge sig.
2. Utilstrækkelig smøring
Den direkte årsag til slid er utilstrækkelig smøring. Mangel på olie kan helt sikkert føre til utilstrækkelig smøring, men utilstrækkelig smøring er ikke nødvendigvis forårsaget af mangel på olie. Utilstrækkelig smøring kan også være forårsaget af tre årsager: smøreoliens manglende evne til at nå lejeoverfladen; Selvom smøreolien har nået lejeoverfladen, er dens viskositet for lille til at danne en oliefilm af tilstrækkelig tykkelse; Selvom smøreolien er nået til lejefladen, er den nedbrudt på grund af overophedning og kan ikke fungere som smøremiddel.
Blokering af oliesugeskærmen eller olieforsyningsrørledningen eller fejl i oliepumpen kan påvirke leveringen af ​​smøreolie, og smøreolien kan ikke nå friktionsoverfladen væk fra oliepumpen. Oliesugeren og oliepumpen er normale, men slid på lejerne og for stor spillerum kan forårsage olielækage og lavt olietryk, hvilket gør friktionsoverfladen væk fra oliepumpen utilgængelig, hvilket forårsager slid og ridser.
Væskeretur er et almindeligt systemproblem, og en af ​​de største farer ved væskeretur ligger i fortynding af smøreolien. Efter at fortyndet smøreolie når friktionsoverfladen, er dens viskositet lav, og den kan ikke danne en beskyttende oliefilm af tilstrækkelig tykkelse, hvilket kan forårsage slid over tid. Når returvæskevolumenet er relativt stort, vil smøreolien være meget tynd, ikke kun ude af stand til at spille en smørende rolle, men vil også opløse og vaske den originale oliefilm, hvilket forårsager kølemiddelskylning.
På grund af forskellige årsager (inklusive kompressorens opstartstrin), vil temperaturen på friktionsoverfladen, hvor der ikke opnås smøreolie, hurtigt stige, og smøreolien vil begynde at nedbrydes efter at have overskredet 175 grader C. "Utilstrækkelig smøring - friktion - høj overflade temperatur - olienedbrydning" er en typisk ond cirkel, og mange ondartede ulykker, herunder plejlstangsholdeaksel og stempelklemmecylinder, er relateret til denne onde cirkel. Utilstrækkelig smøring og oliemangel kan ses i adskilte kompressorer. Mangel på olie viser sig generelt i store områder med relativt ensartede overfladeskader og høje temperaturer, mens mangel på smøring oftere kommer til udtryk ved slid, ridser og høje temperaturer på bestemte steder, såsom lejefladen væk fra oliepumpen.
Når stemplet bevæger sig op og ned, roteres belastningen af ​​stempelstiften mellem den øvre og nedre del af lejefladen, hvilket gør det muligt for smøreolien at børste stempelstiften jævnt og give tilstrækkelig smøring. Hvis udstødningsventilpladen er bøjet eller knækket, eller kompressoren arbejder ved et højt trykforhold i lang tid, vil det forårsage utilstrækkelig smøring og slid på den ene side af stempelstiften, hvilket resulterer i øget porøsitet. Hvis stempelstiften har et rystegab, vil stemplet blive slynget ud i det øverste dødpunkt og ramme ventilpladen og ventilpladen, hvilket giver en bankelyd. Kontroller derfor sliddet på stempelstiften, når du udskifter ventilpladen.
Konklusioner og anbefalinger
Mangel på olie kan forårsage alvorlige smøringsmangler. Grundårsagen til mangel på olie er ikke mængden og hastigheden af ​​kompressorolieflowet, men snarere systemets dårlige olieretur. Installation af en olieudskiller kan hurtigt returnere olie og forlænge kompressorens driftstid uden olieretur. Udformningen af ​​fordamperen og returledningen skal tage hensyn til returolien. Vedligeholdelsesforanstaltninger såsom at undgå hyppige starter, regelmæssig afrimning, efterfyldning af kølemiddel rettidigt og rettidig udskiftning af slidte stempelkomponenter hjælper også med at returnere olie.
Returvæske og kølemiddelmigrering vil fortynde smøreolien, hvilket ikke er befordrende for dannelsen af ​​oliefilm; Fejl i oliepumpen og blokering af oliekredsløbet kan påvirke olieforsyningen og trykket, hvilket fører til mangel på olie på friktionsoverfladen; Den høje temperatur på friktionsoverfladen vil fremme nedbrydningen af ​​smøreolien, hvilket får smøreolien til at miste sin smøreevne. Utilstrækkelig smøring forårsaget af disse tre problemer fører ofte til kompressorskader. Grundårsagen til oliemangel ligger i systemet. Derfor kan kun udskiftning af kompressoren eller noget tilbehør ikke grundlæggende løse problemet med oliemangel.