Analiza kvara kompresora klima uređaja u električnim vozilima - nedostatak ulja i podmazivanja

Kompresor klima uređaja za električna vozila složen je stroj koji radi velikom brzinom. Osiguravanje dovoljnog podmazivanja radilice kompresora, ležajeva, klipnjača, klipova i drugih pokretnih dijelova osnovni je uvjet za održavanje normalnog rada stroja. Iz tog razloga proizvođač kompresora zahtijeva korištenje naznačenih vrsta ulja za podmazivanje i redovitu provjeru razine i boje ulja za podmazivanje. Međutim, zbog nemara u dizajnu, konstrukciji i održavanju rashladnih sustava, nedovoljno podmazivanje pokretnih dijelova je uobičajeno zbog nedostatka kompresorskog ulja, koksiranja ulja, povratnog razrjeđivanja, ispiranja rashladnog sredstva i upotrebe lošijeg ulja za podmazivanje. Nedovoljno podmazivanje može uzrokovati habanje ili ogrebotine na površini ležaja, au težim slučajevima može uzrokovati zaglavljivanje osovine i klipa u cilindru, kao i uzrokovati savijanje šipke i lomove.
1. Nedostatak ulja
Nedostatak ulja jedan je od najlakše identificiranih kvarova kompresora. Kad kompresoru nedostaje ulja, ima malo ili nimalo ulja za podmazivanje u kućištu radilice. Kompresor je posebna zračna pumpa, gdje se ispušta velika količina rashladnog plina dok također zahvaća malu količinu ulja za podmazivanje (zvanog tekuće ulje ili tekuće ulje). Curenje ulja iz kompresora je neizbježno, ali brzina curenja ulja je drugačija. Postoji približno {{0}} posto ulja za podmazivanje u ispušnom plinu poluhermetičkog klipnog kompresora, dok 0.5-1 posto u spiralnom kompresoru. Za 6-cilindrični kompresor s obujmom od 100 m3/h i kapacitetom skladištenja ulja u kućištu radilice od 6 litara, 3 posto protoka ulja znači oko 0.3-0.8 litara protoka ulja po minuti, ili kompresor radi više od deset minuta bez povrata ulja.
Ako se ulje za podmazivanje ispušteno iz kompresora ne vrati, kompresor će ostati bez ulja.
Postoje dva načina vraćanja ulja iz kompresora, jedan je vraćanje ulja iz separatora ulja, a drugi je vraćanje ulja iz povratne cijevi. Separator ulja ugrađen je na ispušnu cijev kompresora i općenito može odvojiti 50-95 posto tekućeg ulja. Učinak povrata ulja je dobar i brzina je velika, čime se znatno smanjuje količina ulja koja ulazi u cjevovod sustava, čime se učinkovito produžuje vrijeme rada bez povrata ulja. Nije neuobičajeno da rashladni sustavi za hlađenje s posebno dugim cjevovodima, punim sustavima za proizvodnju tekućeg leda i opremom za sušenje zamrzavanjem s vrlo niskim temperaturama ne vraćaju ulje ili imaju vrlo malo povrata ulja nakon deset ili čak desetaka minuta pokretanja. Loše projektirani sustavi mogu uzrokovati gašenje kompresora zbog niskog tlaka ulja. Ugradnja visokoučinkovitog separatora ulja u ovaj rashladni sustav može uvelike produljiti vrijeme rada kompresora bez povrata ulja, omogućujući kompresoru da sigurno prođe kriznu fazu nepovrata ulja nakon pokretanja.
Ulje za podmazivanje koje nije odvojeno ući će u sustav i teći s rashladnim sredstvom u cijevi, stvarajući cirkulaciju ulja. Nakon što ulje za podmazivanje uđe u isparivač, s jedne strane, zbog niske temperature i niske topljivosti, dio ulja za podmazivanje se odvaja od rashladnog sredstva; S druge strane, niska temperatura i visoka viskoznost čine da izdvojeno ulje za podmazivanje lako prianja na unutarnju stijenku cijevi, što otežava protok. Što je niža temperatura isparavanja, to je teže vratiti ulje. To zahtijeva da projektiranje i konstrukcija cjevovoda za isparavanje i povrata moraju biti pogodni za povrat nafte. Uobičajena praksa je usvojiti dizajn cjevovoda prema dolje i osigurati veću brzinu protoka zraka. Za rashladne sustave s posebno niskim temperaturama, kao što su medicinski kriogeni spremnici od - 85 stupnjeva C i - 150 stupnjeva C, osim odabira visokoučinkovitog separatora ulja, obično se dodaju posebna otapala kako bi se spriječilo ulje za podmazivanje začepljenje kapilarnih cijevi i ekspanzijskih ventila, te za pomoć vraćanju ulja. U praktičnim primjenama problemi povrata ulja uzrokovani nepravilnim dizajnom isparivača i povratnih vodova nisu neuobičajeni. Za sustave R22 i R404A vrlo je teško vratiti ulje iz isparivača s punom tekućinom, a dizajn povratnog cjevovoda sustava mora biti vrlo pažljiv. Za takav sustav, korištenje učinkovitog odvajanja ulja može uvelike smanjiti količinu ulja koja ulazi u cjevovod sustava, učinkovito produžujući nepovratno vrijeme povratne cijevi nakon pokretanja. Kada je kompresor viši od isparivača, potreban je povratni zavoj na vertikalnoj povratnoj cijevi. Povratni zavoj ulja treba biti što kompaktniji kako bi se smanjilo skladištenje ulja. Razmak između krivina povrata ulja mora biti odgovarajući. Kada je broj krivina povrata ulja velik, treba dodati malo ulja za podmazivanje. Povratni vod sustava promjenjivog opterećenja također mora biti oprezan. Kada se opterećenje smanji, brzina povratnog zraka će se smanjiti, a preniska brzina ne pogoduje povratu ulja. Kako bi se osigurao povrat ulja pod malim opterećenjem, okomita usisna cijev može koristiti dvostruke uspone.
Često pokretanje kompresora ne pogoduje povratu ulja. Zbog kratkog vremena kontinuiranog rada, kompresor je stao, a nije bilo vremena za formiranje stabilnog protoka zraka velike brzine u povratnoj cijevi, tako da je ulje za podmazivanje moglo ostati samo u cijevi. Ako je povratnog ulja manje od ispusnog ulja, kompresor će ostati bez ulja. Što je vrijeme rada kraće, što je cjevovod duži i što je sustav složeniji, to je problem povrata ulja izraženiji. Za potpuno zatvorene kompresore (uključujući spiralne kompresore i kompresore s rotorom) i djelomično poluzatvorene kompresore koji nemaju sigurnosni prekidač tlaka ulja, često pokretanje uzrokuje više štete.
Održavanje kompresora jednako je važno. Tijekom odmrzavanja, temperatura isparivača raste, a viskoznost ulja za podmazivanje se smanjuje, što ga čini lakšim za protok. Nakon ciklusa odleđivanja, protok rashladnog sredstva je visok, a preostalo ulje za podmazivanje će se koncentrirati i vratiti u kompresor. Stoga učestalost i trajanje ciklusa odmrzavanja također treba pažljivo postaviti kako bi se izbjegle velike fluktuacije u razini ulja ili čak udari ulja. Kada dođe do većeg curenja rashladnog sredstva, brzina povratnog zraka će se smanjiti, a preniska brzina će uzrokovati zadržavanje ulja za podmazivanje u cjevovodu povratnog zraka i ne može se brzo vratiti u kompresor.
Povrat ulja za podmazivanje u kućište kompresora nije jednak povratu u kućište radilice. Za kompresore koji koriste princip povrata ulja pod negativnim tlakom u šupljinu radilice, ako klip curi zbog istrošenosti itd., tlak u kućištu radilice raste, a jednosmjerni ventil povrata ulja automatski se zatvara zbog učinka diferencijalnog tlaka. Ulje za podmazivanje koje se vraća iz povratne cijevi ostaje u šupljini motora i ne može ući u kućište radilice. To je unutarnji problem povrata ulja, koji također može uzrokovati nestašicu ulja. Osim pojave takvih nesreća u istrošenim starim strojevima, pokretanje tekućine uzrokovano migracijom rashladnog sredstva također može uzrokovati poteškoće u unutarnjem povratu ulja, ali vrijeme je obično kratko, s najviše više od deset minuta. Kada postoji unutarnji problem s povratom ulja, može se primijetiti da se razina ulja u kompresoru nastavlja smanjivati ​​sve dok ne proradi sigurnosni uređaj za tlak ulja. Nakon gašenja kompresora, razina ulja u kućištu radilice brzo se oporavila. Glavni uzrok unutarnjeg problema s povratom ulja leži u curenju cilindra. Istrošeni sklop klipa treba pravovremeno zamijeniti. Sigurnosni uređaj za tlak ulja automatski će se isključiti kada nedostaje ulja, štiteći kompresor od oštećenja. Potpuno zatvoreni kompresori (uključujući rotore i spiralne kompresore) i kompresori hlađeni zrakom bez stakala za nadzor ulja i sigurnosnih uređaja za tlak ulja nemaju očite simptome kada nedostaje ulja i ne gase se. Kompresor se može nenamjerno istrošiti i oštetiti. Buka kompresora, vibracije ili pretjerana struja mogu biti povezani s nedostatkom ulja. Vrlo je važna točna procjena radnih uvjeta kompresora i sustava. Niska temperatura okoline može uzrokovati neispravnost nekih sigurnosnih uređaja za tlak ulja i trošenje kompresora.
Trošenje uzrokovano nedostatkom kompresorskog ulja općenito je relativno ravnomjerno. Ako ima malo ili nimalo ulja za podmazivanje, doći će do jakog trenja na površini ležaja, a temperatura će brzo porasti u roku od nekoliko sekundi. Ako je snaga motora dovoljno velika, radilica će se i dalje okretati, a radilica i ležajne površine bit će istrošene ili izgrebane. U suprotnom, radilica će biti blokirana ležajevima i prestat će se okretati. Uzvratno gibanje klipa u cilindru je isto. Nedostatak ulja može uzrokovati habanje ili ogrebotine, au teškim slučajevima klip se može zaglaviti u cilindru i ne može se pomicati.
2. Nedovoljno podmazivanje
Izravan uzrok habanja je nedovoljno podmazivanje. Nedostatak ulja svakako može dovesti do nedovoljnog podmazivanja, ali nedovoljno podmazivanje nije nužno uzrokovano nedostatkom ulja. Nedovoljno podmazivanje također može biti uzrokovano trima razlozima: nemogućnošću ulja za podmazivanje da dopre do površine ležaja; Iako je ulje za podmazivanje doseglo površinu ležaja, njegova je viskoznost premala da bi stvorila uljni film dovoljne debljine; Iako je ulje za podmazivanje dospjelo na površinu ležaja, zbog pregrijavanja se razgradilo i ne može djelovati kao mazivo.
Začepljenje usisnog sita za ulje ili cjevovoda za dovod ulja ili kvar pumpe za ulje može utjecati na isporuku ulja za podmazivanje, a ulje za podmazivanje ne može doći do površine trenja dalje od pumpe za ulje. Rešetka za usisavanje ulja i pumpa za ulje su normalni, ali istrošenost ležajeva i preveliki zazor mogu uzrokovati curenje ulja i nizak tlak ulja, čineći površinu trenja dalje od pumpe za ulje nedostupnom, uzrokujući trošenje i ogrebotine.
Povrat tekućine čest je problem u sustavu, a jedna od glavnih opasnosti povratka tekućine leži u razrjeđivanju ulja za podmazivanje. Nakon što razrijeđeno ulje za podmazivanje dospije na površinu trenja, njegova viskoznost je niska i ne može stvoriti zaštitni uljni film dovoljne debljine, što može uzrokovati trošenje tijekom vremena. Kada je volumen povratne tekućine relativno velik, ulje za podmazivanje će biti vrlo rijetko, ne samo da neće moći igrati ulogu podmazivanja, već će također otopiti i isprati originalni film ulja, uzrokujući ispiranje rashladnog sredstva.
Zbog različitih razloga (uključujući stupanj pokretanja kompresora), temperatura površine trenja na kojoj se ne dobiva ulje za podmazivanje brzo će porasti, a ulje za podmazivanje počet će se raspadati nakon što prijeđe 175 stupnjeva C. "Nedovoljno podmazivanje - trenje - visoka površina temperatura - razgradnja ulja" je tipičan začarani krug, a mnoge zloćudne nesreće, uključujući osovinu držača klipnjače i stezni cilindar klipa, povezane su s tim začaranim krugom. Nedovoljno podmazivanje i nedostatak ulja mogu se vidjeti kod rastavljenih kompresora. Nedostatak ulja općenito se očituje u velikim područjima relativno ravnomjernog oštećenja površine i visokim temperaturama, dok se nedostatak podmazivanja češće očituje u istrošenosti, ogrebotinama i visokim temperaturama na određenim mjestima, kao što je površina ležaja udaljena od uljne pumpe.
Kada se klip pomiče gore-dolje, teret osovinice klipa se okreće između gornjeg i donjeg dijela površine ležaja, što omogućuje ulju za podmazivanje da ravnomjerno okrene osovinicu klipa i osigura dovoljno podmazivanja. Ako je ploča ispušnog ventila savijena ili slomljena, ili ako kompresor radi na visokom omjeru tlaka dulje vrijeme, to će uzrokovati nedovoljno podmazivanje i trošenje na jednoj strani osovinice klipa, što će rezultirati povećanom poroznošću. Ako igla klipa ima procjep za trešenje, klip će biti izbačen u gornjoj mrtvoj točki i udariti o ploču ventila i ploču ventila, stvarajući zvuk kucanja. Stoga, prilikom zamjene ploče ventila, provjerite istrošenost osovinice klipa.
Zaključci i preporuke
Nedostatak ulja može uzrokovati ozbiljne nedostatke podmazivanja. Glavni uzrok nedostatka ulja nije količina i brzina protoka ulja u kompresoru, već slab povrat ulja u sustav. Ugradnja separatora ulja može brzo vratiti ulje i produžiti vrijeme rada kompresora bez povrata ulja. Dizajn isparivača i povratnog voda mora uzeti u obzir povratno ulje. Mjere održavanja kao što su izbjegavanje čestih pokretanja, redovito odmrzavanje, pravodobno dopunjavanje rashladnog sredstva i pravovremena zamjena istrošenih dijelova klipa također pomažu povratu ulja.
Povratna tekućina i migracija rashladnog sredstva razrijedit će ulje za podmazivanje, što ne pogoduje stvaranju uljnog filma; Kvar pumpe za ulje i začepljenje kruga ulja može utjecati na dovod ulja i tlak, što dovodi do nedostatka ulja na tarnoj površini; Visoka temperatura površine trenja pospješit će razgradnju ulja za podmazivanje, zbog čega ulje za podmazivanje gubi sposobnost podmazivanja. Nedovoljno podmazivanje uzrokovano ova tri problema često dovodi do oštećenja kompresora. Glavni uzrok nestašice nafte leži u sustavu. Dakle, samo zamjena kompresora ili nekih dodataka ne može suštinski riješiti problem nedostatka ulja.