Felanalys av luftkonditioneringskompressor för elfordon - Brist på olja och smörjning

Elfordons luftkonditioneringskompressor är en komplex maskin som körs med hög hastighet. Att säkerställa tillräcklig smörjning av kompressorns vevaxel, lager, vevstakar, kolvar och andra rörliga delar är ett grundläggande krav för att upprätthålla maskinens normala drift. Av denna anledning kräver kompressortillverkaren användning av avsedda kvaliteter av smörjolja och regelbunden inspektion av smörjoljans nivå och färg. Men på grund av försumlighet i design, konstruktion och underhåll av kylsystem är otillräcklig smörjning av rörliga delar vanligt på grund av brist på kompressorolja, förkoksning av olja, returutspädning, kylmedelsspolning och användning av sämre smörjolja. Otillräcklig smörjning kan orsaka slitage eller repor på lagerytan, och i svåra fall kan det göra att axeln och kolven fastnar i cylindern, samt resultera i stångböjning och brottolyckor.
1. Brist på olja
Oljebrist är ett av de lättast identifierade kompressorfelen. När kompressorn har ont om olja finns det lite eller ingen smörjolja i vevhuset. Kompressorn är en speciell luftpump, där en stor mängd köldmediegas släpps ut samtidigt som den drar med sig en liten mängd smörjolja (kallas löpande olja eller löpande olja). Kompressoroljeläckage är oundvikligt, men oljeläckagehastigheten är annorlunda. Det finns ungefär {{0}} procent smörjolja i avgaserna från en semi-hermetisk kolvkompressor, medan 0.5-1 procent i en scrollkompressor. För en 6-cylinderkompressor med ett slagvolym på 100m3/h och en lagringskapacitet för vevhusolja på 6 liter, betyder 3 procent oljeflöde cirka 0,3-0,8 liter oljeflöde per minut, eller kompressorn går i mer än tio minuter utan oljeretur.
Om smörjoljan som släpps ut från kompressorn inte kommer tillbaka, kommer kompressorn att ta slut.
Det finns två sätt att returnera olja från kompressorn, ett är att returnera olja från oljeavskiljaren och det andra är att returnera olja från returröret. Oljeavskiljaren är installerad på kompressorns avgasrör och kan i allmänhet separera 50-95 procent av den rinnande oljan. Oljeretureffekten är bra och hastigheten är hög, vilket kraftigt minskar mängden olja som kommer in i systemets pipeline, vilket effektivt förlänger drifttiden utan oljeretur. Det är inte ovanligt att kylsystem med särskilt långa rörledningar, kompletta system för framställning av flytande is och frystorkningsutrustning med mycket låga temperaturer inte returnerar olja eller har väldigt lite oljeåtergång efter tio eller till och med dussintals minuters start. Dåligt utformade system kan göra att kompressorn stängs av på grund av lågt oljetryck. Att installera en högeffektiv oljeavskiljare i detta kylsystem kan avsevärt förlänga kompressorns oljereturfria drifttid, vilket gör det möjligt för kompressorn att säkert passera krisstadiet med ingen oljeretur efter uppstart.
Smörjoljan som inte har separerats kommer in i systemet och flyter med köldmediet i röret och bildar en oljecirkulation. Efter att smörjoljan kommit in i förångaren, å ena sidan, på grund av låg temperatur och låg löslighet, separeras en del av smörjoljan från kylmediet; Å andra sidan gör låg temperatur och hög viskositet att den separerade smörjoljan lätt fäster på rörets innervägg, vilket gör det svårt att rinna. Ju lägre förångningstemperatur, desto svårare är det att återföra olja. Detta kräver att utformningen och konstruktionen av förångnings- och returledningarna måste främja återföring av olja. Vanlig praxis är att anta en rörledningsdesign av nedåtgående typ och säkerställa en högre luftflödeshastighet. För kylsystem med särskilt låga temperaturer, såsom - 85 grad C och - 150 grad C medicinska kryogena tankar, förutom att välja en högeffektiv oljeavskiljare, tillsätts vanligtvis speciella lösningsmedel för att förhindra att smörjolja blockerar kapillärrören och expansionsventilerna och hjälper till att återföra olja. I praktiska tillämpningar är oljereturproblem orsakade av felaktig konstruktion av förångare och returledningar inte ovanliga. För R22- och R404A-system är det mycket svårt att returnera olja från en full vätskeförångare, och utformningen av systemets returledning måste vara mycket noggrann. För ett sådant system kan användning av effektiv oljeseparation avsevärt minska mängden olja som kommer in i systemets rörledning, vilket effektivt förlänger returledningens återgångstid efter start. När kompressorn är högre än förångaren krävs en returböj på det vertikala returröret. Oljereturböjen bör vara så kompakt som möjligt för att minska oljelagringen. Avståndet mellan oljereturböjar bör vara lämpligt. När antalet oljereturböjar är stort bör lite smörjolja tillsättas. Det variabla lastsystemets returledning måste också vara försiktig. När belastningen minskar kommer returluftens hastighet att minska, och för låg hastighet bidrar inte till oljeretur. För att säkerställa oljeretur under låg belastning kan det vertikala sugröret använda dubbla stigare.
Frekvent start av kompressorn bidrar inte till oljeretur. På grund av den korta kontinuerliga drifttiden stannade kompressorn, och det fanns ingen tid att bilda ett stabilt höghastighetsluftflöde i returröret, så smörjoljan kunde bara finnas kvar i röret. Om returoljan är mindre än utloppsoljan kommer kompressorn att ta slut på olja. Ju kortare drifttid, desto längre rörledning, och ju mer komplext systemet är, desto mer framträdande är oljereturproblemet. För helt slutna kompressorer (inklusive scrollkompressorer och rotorkompressorer) och delvis halvslutna kompressorer som inte har en oljetryckssäkerhetsbrytare, orsakar frekvent start mer skada.
Kompressorunderhåll är lika viktigt. Under avfrostning ökar förångarens temperatur, och smörjoljans viskositet minskar, vilket gör det lätt att flyta. Efter avfrostningscykeln är köldmedieflödet högt och den återstående smörjoljan kommer att koncentreras och återföras till kompressorn. Därför bör frekvensen och varaktigheten för avfrostningscykeln också ställas in noggrant för att undvika stora fluktuationer i oljenivån eller till och med oljechocker. När det finns mer köldmedieläckage kommer returluftens hastighet att minska, och för låg hastighet gör att smörjoljan stannar kvar i returluftsröret och inte snabbt kan återgå till kompressorn.
Returen av smörjolja till kompressorhuset är inte lika med returen till vevhuset. För kompressorer som använder undertrycksprincipen för oljeretur i vevaxelkaviteten, om kolven läcker på grund av slitage etc., stiger trycket i vevhuset, och oljeretur-envägsventilen stängs automatiskt på grund av differentialtryckseffekten. Smörjoljan som återförs från returröret stannar i motorns hålrum och kan inte komma in i vevhuset. Detta är det interna oljereturproblemet, vilket också kan orsaka oljebrist. Utöver att sådana olyckor inträffar i slitna gamla maskiner kan att börja med vätska orsakad av köldmediemigration också orsaka svårigheter i intern oljeretur, men tiden är vanligtvis kort, med max mer än tio minuter. När det finns ett internt oljereturproblem kan det observeras att oljenivån i kompressorn fortsätter att minska tills oljetryckssäkerhetsanordningen agerar. Efter att kompressorn stängts av återhämtade sig oljenivån i vevhuset snabbt. Grundorsaken till det interna oljereturproblemet ligger i läckaget av cylindern. Den slitna kolvenheten bör bytas ut i tid. Oljetryckssäkerhetsanordningen stängs automatiskt av när det finns brist på olja, vilket skyddar kompressorn från skador. Helt slutna kompressorer (inklusive rotorer och scrollkompressorer) och luftkylda kompressorer utan oljesynglas och oljetryckssäkerhetsanordningar har inga uppenbara symtom när olja saknas, och de stängs inte av. Kompressorn kan oavsiktligt slitas och skadas. Kompressorljud, vibrationer eller för hög ström kan vara relaterade till brist på olja. Noggrann bedömning av driftsförhållandena för kompressorn och systemet är mycket viktigt. Låg omgivningstemperatur kan göra att vissa oljetryckssäkerhetsanordningar inte fungerar och orsaka slitage på kompressorn.
Slitaget orsakat av brist på kompressorolja är i allmänhet relativt jämnt. Om det finns lite eller ingen smörjolja uppstår kraftig friktion på lagerytan och temperaturen stiger snabbt inom några sekunder. Om motorns kraft är tillräckligt stor kommer vevaxeln att fortsätta att rotera och vevaxeln och lagerytorna kommer att vara slitna eller repade. Annars kommer vevaxeln att låsas av lagren och sluta rotera. Kolvens fram- och återgående rörelse i cylindern är densamma. Brist på olja kan orsaka slitage eller repor och i svåra fall kan kolven fastna i cylindern och inte röra sig.
2. Otillräcklig smörjning
Den direkta orsaken till slitage är otillräcklig smörjning. Brist på olja kan definitivt leda till otillräcklig smörjning, men otillräcklig smörjning orsakas inte nödvändigtvis av brist på olja. Otillräcklig smörjning kan också orsakas av tre orsaker: oförmågan hos smörjolja att nå lagerytan; Även om smörjoljan har nått lagerytan är dess viskositet för liten för att bilda en oljefilm med tillräcklig tjocklek; Även om smörjoljan har nått lagerytan har den sönderfallit på grund av överhettning och kan inte fungera som smörjmedel.
Blockering av oljesugskärmen eller oljetillförselledningen, eller fel på oljepumpen kan påverka leveransen av smörjolja, och smörjoljan kan inte nå friktionsytan bort från oljepumpen. Oljesugskärmen och oljepumpen är normala, men lagerslitage och för stort spelrum kan orsaka oljeläckage och lågt oljetryck, vilket gör friktionsytan borta från oljepumpen oåtkomlig, vilket orsakar slitage och repor.
Vätskeåterföring är ett vanligt systemproblem, och en av de största riskerna med vätskeåterföring ligger i att späda ut smörjoljan. Efter att utspädd smörjolja når friktionsytan är dess viskositet låg och den kan inte bilda en skyddande oljefilm med tillräcklig tjocklek, vilket kan orsaka slitage med tiden. När returvätskevolymen är relativt stor, kommer smörjoljan att vara mycket tunn, inte bara oförmögen att spela en smörjande roll, utan kommer också att lösas upp och tvätta den ursprungliga oljefilmen, vilket orsakar köldmediespolning.
På grund av olika anledningar (inklusive kompressorns startsteg) kommer temperaturen på friktionsytan där ingen smörjolja erhålls snabbt att stiga, och smörjoljan kommer att börja sönderdelas efter att ha överskridit 175 grader C. "Otillräcklig smörjning - friktion - hög yta temperatur - oljenedbrytning" är en typisk ond cirkel, och många elakartade olyckor, inklusive vevstakehållaraxel och kolvklämcylinder, är relaterade till denna onda cirkel. Otillräcklig smörjning och oljebrist kan ses i demonterade kompressorer. Brist på olja visar sig i allmänhet i stora områden med relativt likformiga ytskador och höga temperaturer, medan brist på smörjning oftare visar sig i slitage, repor och höga temperaturer på specifika platser, såsom lagerytan borta från oljepumpen.
När kolven rör sig upp och ner roteras kolvtappens belastning mellan de övre och nedre delarna av lagerytan, vilket gör att smörjoljan jämnt borstar kolvtappen och ger tillräcklig smörjning. Om avgasventilplattan är böjd eller trasig, eller om kompressorn arbetar med ett högt tryckförhållande under lång tid, kommer det att orsaka otillräcklig smörjning och slitage på ena sidan av kolvtappen, vilket resulterar i ökad porositet. Om kolvtappen har ett skakgap, kommer kolven att kastas ut i övre dödpunkten och träffa ventilplattan och ventilplattan, vilket ger ett knackande ljud. Kontrollera därför slitaget på kolvtappen vid byte av ventilplattan.
Slutsatser och Rekommendationer
Brist på olja kan orsaka allvarliga smörjbrister. Grundorsaken till bristen på olja är inte mängden och hastigheten på kompressorns oljeflöde, utan snarare systemets dåliga oljeretur. Att installera en oljeavskiljare kan snabbt returnera olja och förlänga kompressorns drifttid utan oljeretur. Konstruktionen av förångaren och returledningen måste ta hänsyn till returoljan. Underhållsåtgärder som att undvika frekventa starter, avfrostning regelbundet, fylla på köldmedium i tid och byta ut slitna kolvkomponenter i tid hjälper också till att återföra olja.
Återföring av vätska och kylmedelsmigrering kommer att späda ut smörjoljan, vilket inte bidrar till bildandet av oljefilm; Fel i oljepumpen och blockering av oljekretsen kan påverka oljetillförseln och trycket, vilket leder till brist på olja på friktionsytan; Den höga temperaturen på friktionsytan kommer att främja nedbrytningen av smörjoljan, vilket gör att smörjoljan förlorar sin smörjförmåga. Otillräcklig smörjning orsakad av dessa tre problem leder ofta till kompressorskador. Grundorsaken till oljebrist ligger i systemet. Därför kan bara byte av kompressor eller vissa tillbehör inte i grunden lösa problemet med oljebrist.