Storingsanalyse van de compressor van de airconditioning van elektrische voertuigen - gebrek aan olie en smering

De airconditioningcompressor van elektrische voertuigen is een complexe machine die op hoge snelheid draait. Zorgen voor voldoende smering van de krukas, lagers, drijfstangen, zuigers en andere bewegende delen van de compressor is een basisvoorwaarde voor het in stand houden van de normale werking van de machine. Om deze reden vereist de fabrikant van de compressor het gebruik van aangewezen soorten smeerolie en regelmatige inspectie van het smeeroliepeil en de kleur ervan. Als gevolg van nalatigheid bij het ontwerp, de constructie en het onderhoud van koelsystemen, is onvoldoende smering van bewegende delen echter gebruikelijk als gevolg van een tekort aan compressorolie, verkooksing van olie, retourverdunning, spoelen met koelmiddel en het gebruik van inferieure smeerolie. Onvoldoende smering kan slijtage of krassen op het lageroppervlak veroorzaken, en in ernstige gevallen kan het ervoor zorgen dat de as en de zuiger vast komen te zitten in de cilinder, wat kan leiden tot buiging van de stang en ongevallen met breuken.
1. Gebrek aan olie
Olietekort is een van de gemakkelijkst te herkennen compressorstoringen. Als de compressor olie tekort komt, is er weinig of geen smeerolie in het carter. De compressor is een speciale luchtpomp, waarbij een grote hoeveelheid koelgas wordt afgevoerd en tegelijkertijd een kleine hoeveelheid smeerolie wordt meegevoerd (loopolie of loopolie genoemd). Compressorolielekkage is onvermijdelijk, maar de olielekkagesnelheid is anders. Er zit ongeveer {{0}} procent smeerolie in het uitlaatgas van een semi-hermetische zuigercompressor, terwijl 0.5-1 procent in een scrollcompressor. Voor een 6-cilindercompressor met een cilinderinhoud van 100 m3/uur en een carterolie-opslagcapaciteit van 6 liter, betekent een oliestroom van 3 procent ongeveer 0,3-0,8 liter oliestroom per minuut, of de compressor werkt meer dan tien minuten zonder olieretour.
Als de uit de compressor afgevoerde smeerolie niet terugkeert, raakt de compressor zonder olie.
Er zijn twee manieren om olie uit de compressor terug te voeren, de ene is om olie uit de olieafscheider terug te voeren en de andere is om olie uit de retourleiding terug te voeren. De olieafscheider is geïnstalleerd op de uitlaatpijp van de compressor en kan over het algemeen 50-95 procent van de lopende olie afscheiden. Het olieretoureffect is goed en de snelheid is snel, waardoor de hoeveelheid olie die de systeempijpleiding binnenkomt aanzienlijk wordt verminderd, waardoor de bedrijfstijd zonder olieretour effectief wordt verlengd. Het is niet ongebruikelijk dat koelsystemen voor koude opslag met bijzonder lange pijpleidingen, systemen voor het maken van volledig vloeibaar ijs en vriesdroogapparatuur met zeer lage temperaturen geen of zeer weinig olie terugvoeren na tien of zelfs tientallen minuten opstarten. Slecht ontworpen systemen kunnen ertoe leiden dat de compressor wordt uitgeschakeld vanwege een lage oliedruk. Het installeren van een zeer efficiënte olieafscheider in dit koelsysteem kan de olieretourvrije bedrijfstijd van de compressor aanzienlijk verlengen, waardoor de compressor na het opstarten veilig de crisisfase van geen olieretour kan passeren.
De smeerolie die niet is afgescheiden, komt het systeem binnen en stroomt met het koelmiddel in de leiding, waardoor een oliecirculatie ontstaat. Nadat de smeerolie de verdamper is binnengegaan, wordt enerzijds door de lage temperatuur en de lage oplosbaarheid een deel van de smeerolie gescheiden van het koelmiddel; Aan de andere kant zorgen de lage temperatuur en de hoge viscositeit ervoor dat de afgescheiden smeerolie zich gemakkelijk aan de binnenwand van de buis hecht, waardoor het moeilijk te vloeien is. Hoe lager de verdampingstemperatuur, hoe moeilijker het is om olie terug te voeren. Dit vereist dat het ontwerp en de constructie van de verdampings- en retourleidingen bevorderlijk zijn voor de retour van olie. De gebruikelijke praktijk is om een ​​pijpleidingontwerp van het neerwaartse type aan te nemen en te zorgen voor een grotere luchtstroomsnelheid. Voor koelsystemen met bijzonder lage temperaturen, zoals - 85 graden C en - 150 graden C medische cryogene tanks, worden naast het selecteren van een zeer efficiënte olieafscheider meestal speciale oplosmiddelen toegevoegd om te voorkomen dat smeerolie het blokkeren van de capillaire buizen en expansieventielen, en om olie terug te voeren. In praktische toepassingen zijn olieretourproblemen veroorzaakt door onjuist ontwerp van verdampers en retourleidingen niet ongewoon. Voor R22- en R404A-systemen is het erg moeilijk om olie terug te voeren uit een volle vloeistofverdamper en het ontwerp van de systeemretourleiding moet zeer voorzichtig zijn. Voor een dergelijk systeem kan het gebruik van efficiënte oliescheiding de hoeveelheid olie die de systeempijpleiding binnendringt aanzienlijk verminderen, waardoor de teruglooptijd van de retourleiding na het opstarten effectief wordt verlengd. Wanneer de compressor hoger is dan de verdamper, is een retourbocht op de verticale retourleiding noodzakelijk. De olieretourbocht moet zo compact mogelijk zijn om olieopslag te verminderen. De afstand tussen de olieretourbochten moet geschikt zijn. Wanneer het aantal olieretourbochten groot is, moet er wat smeerolie worden toegevoegd. Ook de retourleiding van het variabele lastsysteem moet voorzichtig zijn. Wanneer de belasting afneemt, zal de retourluchtsnelheid afnemen en een te lage snelheid is niet bevorderlijk voor olieretour. Om de olieretour bij lage belasting te garanderen, kan de verticale zuigleiding dubbele stijgbuizen gebruiken.
Frequent starten van de compressor is niet bevorderlijk voor olieretour. Vanwege de korte continue bedrijfstijd stopte de compressor en was er geen tijd om een ​​stabiele luchtstroom met hoge snelheid in de retourleiding te vormen, zodat de smeerolie alleen in de leiding kon blijven. Als de retourolie minder is dan de afvoerolie, raakt de compressor zonder olie. Hoe korter de bedrijfstijd, hoe langer de pijpleiding en hoe complexer het systeem, hoe prominenter het olieretourprobleem. Voor volledig gesloten compressoren (inclusief scrollcompressoren en rotorcompressoren) en gedeeltelijk halfgesloten compressoren die geen oliedrukbeveiligingsschakelaar hebben, veroorzaakt veelvuldig opstarten meer schade.
Het onderhoud van de compressor is net zo belangrijk. Tijdens het ontdooien stijgt de temperatuur van de verdamper en neemt de viscositeit van de smeerolie af, waardoor deze gemakkelijk gaat vloeien. Na de ontdooicyclus is het koelmiddeldebiet hoog en wordt de resterende smeerolie geconcentreerd en teruggevoerd naar de compressor. Daarom moeten de frequentie en duur van de ontdooicyclus ook zorgvuldig worden ingesteld om grote schommelingen in het oliepeil of zelfs olieschokken te voorkomen. Wanneer er meer koelmiddellekkage is, zal de retourluchtsnelheid afnemen, en een te lage snelheid zal ervoor zorgen dat de smeerolie in de retourluchtleiding blijft en niet snel kan terugkeren naar de compressor.
De retour van smeerolie naar het compressorhuis is niet gelijk aan de retour naar het carter. Voor compressoren die het onderdruk-olieretourprincipe van de krukasholte gebruiken, als de zuiger lekt als gevolg van slijtage, enz., stijgt de druk in het carter en sluit de eenrichtingsklep voor olieretour automatisch vanwege het drukverschileffect. De smeerolie die terugkomt uit de retourleiding blijft in de motorholte en kan niet in het carter terechtkomen. Dit is het interne olieretourprobleem, dat ook olietekort kan veroorzaken. Naast het optreden van dergelijke ongelukken bij versleten oude machines, kan het beginnen met vloeistof veroorzaakt door koudemiddelmigratie ook problemen veroorzaken bij de interne olieretour, maar de tijd is meestal kort, met een maximum van meer dan tien minuten. Wanneer er een intern olieretourprobleem is, kan worden waargenomen dat het oliepeil van de compressor blijft dalen totdat de oliedrukbeveiliging in werking treedt. Nadat de compressor was uitgeschakeld, herstelde het oliepeil in het carter zich snel. De hoofdoorzaak van het interne olieretourprobleem ligt in de lekkage van de cilinder. De versleten zuigereenheid moet tijdig worden vervangen. De oliedrukbeveiliging schakelt automatisch uit wanneer er een tekort aan olie is, waardoor de compressor wordt beschermd tegen schade. Volledig omsloten compressoren (inclusief rotors en scrollcompressoren) en luchtgekoelde compressoren zonder oliekijkglazen en oliedrukbeveiligingen hebben geen duidelijke symptomen wanneer er olie ontbreekt en schakelen niet uit. De compressor kan onbedoeld versleten en beschadigd raken. Compressorgeluid, trillingen of overmatige stroom kunnen verband houden met een gebrek aan olie. Nauwkeurige beoordeling van de bedrijfsomstandigheden van de compressor en het systeem is erg belangrijk. Een lage omgevingstemperatuur kan ervoor zorgen dat sommige oliedrukbeveiligingen niet goed werken en de compressor verslijten.
De slijtage veroorzaakt door een tekort aan compressorolie is over het algemeen relatief gelijkmatig. Als er weinig of geen smeerolie aanwezig is, zal er sterke wrijving optreden op het lageroppervlak en zal de temperatuur binnen enkele seconden snel stijgen. Als het vermogen van de motor groot genoeg is, zal de krukas blijven draaien en zullen de krukas- en lageroppervlakken versleten of bekrast raken. Anders wordt de krukas geblokkeerd door de lagers en stopt met draaien. De heen en weer gaande beweging van de zuiger in de cilinder is hetzelfde. Gebrek aan olie kan slijtage of krassen veroorzaken, en in ernstige gevallen kan de zuiger vast komen te zitten in de cilinder en niet kunnen bewegen.
2. Onvoldoende smering
De directe oorzaak van slijtage is onvoldoende smering. Gebrek aan olie kan zeker leiden tot onvoldoende smering, maar onvoldoende smering wordt niet noodzakelijkerwijs veroorzaakt door gebrek aan olie. Onvoldoende smering kan ook worden veroorzaakt door drie redenen: het onvermogen van smeerolie om het lageroppervlak te bereiken; Hoewel de smeerolie het lageroppervlak heeft bereikt, is de viscositeit ervan te klein om een ​​voldoende dikke oliefilm te vormen; De smeerolie heeft weliswaar het lageroppervlak bereikt, maar is door oververhitting ontleed en kan niet als smeermiddel functioneren.
Verstopping van het olieaanzuigscherm of de olietoevoerleiding, of het falen van de oliepomp kan de toevoer van smeerolie beïnvloeden en de smeerolie kan het wrijvingsoppervlak niet bereiken weg van de oliepomp. Het olieaanzuigscherm en de oliepomp zijn normaal, maar lagerslijtage en overmatige speling kunnen olielekkage en lage oliedruk veroorzaken, waardoor het wrijvingsoppervlak weg van de oliepomp ontoegankelijk wordt, wat slijtage en krassen veroorzaakt.
Vloeistofretour is een veelvoorkomend systeemprobleem en een van de grootste gevaren van vloeistofretour ligt in het verdunnen van de smeerolie. Nadat verdunde smeerolie het wrijvingsoppervlak heeft bereikt, is de viscositeit laag en kan deze geen beschermende oliefilm van voldoende dikte vormen, wat na verloop van tijd slijtage kan veroorzaken. Wanneer het retourvloeistofvolume relatief groot is, zal de smeerolie erg dun zijn, niet alleen niet in staat om een ​​smerende rol te spelen, maar zal ook de originele oliefilm oplossen en wassen, waardoor het koelmiddel doorspoelt.
Vanwege verschillende redenen (waaronder de opstartfase van de compressor), zal de temperatuur van het wrijvingsoppervlak waar geen smeerolie wordt verkregen snel stijgen en zal de smeerolie beginnen te ontleden na het overschrijden van 175 graden C. "Onvoldoende smering - wrijving - hoog oppervlak temperatuur - ontleding van olie" is een typische vicieuze cirkel, en veel kwaadaardige ongevallen, waaronder de drijfstanghouderas en de zuigerklemcilinder, houden verband met deze vicieuze cirkel. Onvoldoende smering en olietekort zijn te zien bij gedemonteerde compressoren. Gebrek aan olie komt over het algemeen tot uiting in grote gebieden met relatief uniforme oppervlakteschade en hoge temperaturen, terwijl gebrek aan smering vaker tot uiting komt in slijtage, krassen en hoge temperaturen op specifieke locaties, zoals het lageroppervlak weg van de oliepomp.
Wanneer de zuiger op en neer beweegt, wordt de belasting van de zuigerpen geroteerd tussen de bovenste en onderste delen van het lageroppervlak, waardoor de smeerolie de zuigerpen gelijkmatig kan borstelen en voor voldoende smering kan zorgen. Als de uitlaatklepplaat verbogen of gebroken is, of als de compressor lange tijd met een hoge drukverhouding werkt, veroorzaakt dit onvoldoende smering en slijtage aan één kant van de zuigerpen, wat resulteert in een verhoogde porositeit. Als de zuigerpen een schudspleet heeft, zal de zuiger in het bovenste dode punt naar buiten worden geslingerd en de klepplaat en de klepplaat raken, waardoor een kloppend geluid ontstaat. Controleer daarom bij het vervangen van de klepplaat de slijtage van de zuigerpen.
Conclusies en Aanbevelingen
Gebrek aan olie kan ernstige smeringstekortkomingen veroorzaken. De hoofdoorzaak van een gebrek aan olie is niet de hoeveelheid en snelheid van de compressoroliestroom, maar eerder de slechte olieretour van het systeem. Door een olieafscheider te installeren kan olie snel worden teruggevoerd en kan de bedrijfstijd van de compressor zonder olieterugvoer worden verlengd. Bij het ontwerp van de verdamper en de retourleiding moet rekening worden gehouden met de retourolie. Onderhoudsmaatregelen zoals het vermijden van vaak starten, regelmatig ontdooien, het tijdig bijvullen van koelmiddel en het tijdig vervangen van versleten zuigercomponenten helpen ook om olie terug te laten komen.
Retourvloeistof en migratie van koelmiddel verdunnen de smeerolie, wat niet bevorderlijk is voor de vorming van een oliefilm; Uitval van de oliepomp en verstopping van het oliecircuit kunnen de olietoevoer en -druk beïnvloeden, wat leidt tot een gebrek aan olie op het wrijvingsoppervlak; De hoge temperatuur van het wrijvingsoppervlak zal de ontleding van de smeerolie bevorderen, waardoor de smeerolie zijn smeervermogen verliest. Onvoldoende smering veroorzaakt door deze drie problemen leidt vaak tot schade aan de compressor. De oorzaak van het olietekort ligt in het systeem. Daarom kan alleen het vervangen van de compressor of sommige accessoires het probleem van het olietekort niet fundamenteel oplossen.