Anàlisi de fallades del compressor de l'aire condicionat del vehicle elèctric: manca d'oli i lubricació

El compressor d'aire condicionat per a vehicles elèctrics és una màquina complexa que funciona a gran velocitat. Assegurar una lubricació suficient del cigonyal del compressor, els coixinets, les bielles, els pistons i altres peces mòbils és un requisit bàsic per mantenir el funcionament normal de la màquina. Per aquest motiu, el fabricant del compressor requereix l'ús de graus designats d'oli lubricant i una inspecció regular del nivell i el color de l'oli lubricant. Tanmateix, a causa de la negligència en el disseny, la construcció i el manteniment dels sistemes de refrigeració, la lubricació insuficient de les peces mòbils és freqüent a causa de l'escassetat d'oli del compressor, la coquització d'oli, la dilució de retorn, el rentat de refrigerant i l'ús d'oli lubricant inferior. Una lubricació insuficient pot causar desgast o rascades a la superfície del coixinet i, en casos greus, pot provocar que l'eix i el pistó s'enganxin al cilindre, a més de provocar accidents de flexió i fractura de la barra.
1. Falta d'oli
L'escassetat d'oli és una de les avaries més fàcilment identificables del compressor. Quan el compressor no té oli, hi ha poc o cap oli lubricant al cárter. El compressor és una bomba d'aire especial, on es descarrega una gran quantitat de gas refrigerant alhora que s'incorpora una petita quantitat d'oli lubricant (anomenat oli corrent o oli corrent). La fuita d'oli del compressor és inevitable, però la velocitat de fuita d'oli és diferent. Hi ha aproximadament un {{0}} per cent d'oli lubricant als gasos d'escapament d'un compressor de pistó semi hermètic, mentre que un 0.5-1 per cent en un compressor scroll. Per a un 6-compressor de cilindre amb un desplaçament de 100 m3/h i una capacitat d'emmagatzematge d'oli del càrter de 6 litres, un flux d'oli del 3 per cent significa aproximadament 0,3-0,8 litres per minut de flux d'oli, o el El compressor funciona durant més de deu minuts sense retorn d'oli.
Si l'oli lubricant descarregat del compressor no torna, el compressor es quedarà sense oli.
Hi ha dues maneres de retornar l'oli del compressor, una és retornar l'oli des del separador d'oli i l'altra és retornar l'oli des del tub de retorn. El separador d'oli s'instal·la al tub d'escapament del compressor i, en general, pot separar un 50-95 per cent de l'oli en funcionament. L'efecte de retorn d'oli és bo i la velocitat és ràpida, reduint en gran mesura la quantitat d'oli que entra a la canonada del sistema, ampliant així de manera efectiva el temps de funcionament sense retorn d'oli. No és estrany que els sistemes de refrigeració d'emmagatzematge en fred amb canonades especialment llargues, sistemes de fabricació de gel líquid complet i equips de liofilització amb temperatures molt baixes no retornin l'oli o tinguin molt poc retorn d'oli després de deu o fins i tot dotzenes de minuts d'arrencada. Els sistemes mal dissenyats poden fer que el compressor s'apaga a causa de la baixa pressió de l'oli. La instal·lació d'un separador d'oli d'alta eficiència en aquest sistema de refrigeració pot allargar molt el temps d'operació sense retorn d'oli del compressor, permetent que el compressor passi amb seguretat l'etapa de crisi sense retorn d'oli després de la posada en marxa.
L'oli lubricant que no s'hagi separat entrarà al sistema i fluirà amb el refrigerant a la canonada, formant una circulació d'oli. Després que l'oli lubricant entri a l'evaporador, d'una banda, a causa de la baixa temperatura i la baixa solubilitat, una part de l'oli lubricant es separa del refrigerant; D'altra banda, la baixa temperatura i l'alta viscositat fan que l'oli lubricant separat s'adhereixi fàcilment a la paret interior de la canonada, dificultant el flux. Com més baixa sigui la temperatura d'evaporació, més difícil serà retornar l'oli. Això requereix que el disseny i la construcció de les canonades d'evaporació i retorn hagin de ser favorables al retorn del petroli. La pràctica habitual és adoptar un disseny de canonada de tipus descendent i assegurar una velocitat de flux d'aire més gran. Per als sistemes de refrigeració amb temperatures especialment baixes, com ara els dipòsits criogènics mèdics de - 85 graus C i - 150 graus C, a més de seleccionar un separador d'oli d'alta eficiència, s'hi solen afegir dissolvents especials per evitar que l'oli lubricant bloquejant els tubs capil·lars i les vàlvules d'expansió, i ajudar a retornar l'oli. En aplicacions pràctiques, els problemes de retorn d'oli causats per un disseny inadequat dels evaporadors i les línies de retorn no són estranys. Per als sistemes R22 i R404A, és molt difícil tornar l'oli des d'un evaporador de líquid ple i el disseny de la canonada de retorn del sistema ha de ser molt acurat. Per a aquest sistema, l'ús d'una separació eficient d'oli pot reduir en gran mesura la quantitat d'oli que entra a la canonada del sistema, ampliant efectivament el temps de no retorn de la canonada de retorn després de l'inici. Quan el compressor és més alt que l'evaporador, és necessari un revolt de retorn al tub de retorn vertical. El revolt de retorn d'oli ha de ser el més compacte possible per reduir l'emmagatzematge d'oli. L'espai entre els corbes de retorn d'oli ha de ser adequat. Quan el nombre de corbes de retorn d'oli és gran, s'ha d'afegir una mica d'oli lubricant. La línia de retorn del sistema de càrrega variable també ha de tenir cura. Quan la càrrega disminueix, la velocitat de l'aire de retorn disminuirà i una velocitat massa baixa no afavoreix el retorn de l'oli. Per tal d'assegurar el retorn de l'oli amb baixa càrrega, la canonada d'aspiració vertical pot utilitzar dues elevacions.
L'arrencada freqüent del compressor no afavoreix el retorn de l'oli. A causa del curt temps de funcionament continu, el compressor es va aturar i no hi va haver temps per formar un flux d'aire estable d'alta velocitat a la canonada de retorn, de manera que l'oli lubricant només podia romandre a la canonada. Si l'oli de retorn és inferior a l'oli de descàrrega, el compressor es quedarà sense oli. Com més curt sigui el temps de funcionament, més llarg serà el gasoducte i com més complex sigui el sistema, més important serà el problema de retorn del petroli. Per als compressors totalment tancats (inclosos els compressors scroll i els compressors de rotor) i els compressors parcialment semi tancats que no tenen un interruptor de seguretat de pressió d'oli, l'arrencada freqüent causa més danys.
El manteniment del compressor és igualment important. Durant la descongelació, la temperatura de l'evaporador augmenta i la viscositat de l'oli lubricant disminueix, facilitant el flux. Després del cicle de descongelació, el cabal de refrigerant és alt i l'oli de lubricació restant es concentrarà i es retornarà al compressor. Per tant, la freqüència i la durada del cicle de descongelació també s'han d'ajustar amb cura per evitar grans fluctuacions en el nivell d'oli o fins i tot cops d'oli. Quan hi hagi més fuites de refrigerant, la velocitat de l'aire de retorn disminuirà i una velocitat massa baixa farà que l'oli lubricant es mantingui a la canonada d'aire de retorn i no pugui tornar ràpidament al compressor.
El retorn de l'oli lubricant a la carcassa del compressor no és igual al retorn al cárter. Per als compressors que utilitzen el principi de retorn d'oli de pressió negativa de la cavitat del cigonyal, si el pistó es filtra a causa del desgast, etc., la pressió al càrter augmenta i la vàlvula unidireccional de retorn d'oli es tanca automàticament a causa de l'efecte de pressió diferencial. L'oli lubricant retornat pel tub de retorn es manté a la cavitat del motor i no pot entrar al càrter. Aquest és el problema intern de retorn d'oli, que també pot provocar escassetat d'oli. A més de l'ocurrència d'aquest tipus d'accidents en màquines antigues gastades, començar amb un líquid provocat per la migració del refrigerant també pot provocar dificultats en el retorn intern de l'oli, però el temps sol ser curt, amb un màxim de més de deu minuts. Quan hi ha un problema intern de retorn d'oli, es pot observar que el nivell d'oli del compressor continua disminuint fins que actua el dispositiu de seguretat de la pressió de l'oli. Després d'apagar el compressor, el nivell d'oli al cárter es va recuperar ràpidament. La causa principal del problema de retorn d'oli intern rau en la fuita del cilindre. El conjunt del pistó desgastat s'ha de substituir de manera oportuna. El dispositiu de seguretat de pressió d'oli s'apagarà automàticament quan hi hagi una manca d'oli, protegint el compressor de danys. Els compressors totalment tancats (inclosos els rotors i els compressors de desplaçament) i els compressors refrigerats per aire sense visors d'oli i dispositius de seguretat de pressió d'oli no presenten símptomes evidents quan falta oli i no s'apaguen. El compressor pot estar desgastat i danyat inadvertidament. El soroll del compressor, la vibració o el corrent excessiu poden estar relacionats amb la manca d'oli. És molt important un judici precís de les condicions de funcionament del compressor i del sistema. La temperatura ambient baixa pot provocar un mal funcionament d'alguns dispositius de seguretat de pressió d'oli i el desgast del compressor.
El desgast causat per l'escassetat d'oli del compressor és generalment relativament uniforme. Si hi ha poc o cap oli lubricant, es produirà una fricció severa a la superfície del coixinet i la temperatura augmentarà ràpidament en pocs segons. Si la potència del motor és prou gran, el cigonyal continuarà girant i el cigonyal i les superfícies dels coixinets estaran desgastats o ratllats. En cas contrari, el cigonyal es bloquejarà pels coixinets i deixarà de girar. El moviment alternatiu del pistó al cilindre és el mateix. La manca d'oli pot provocar desgast o rascades i, en casos greus, el pistó es pot enganxar al cilindre i no es pot moure.
2. Lubricació insuficient
La causa directa del desgast és la lubricació insuficient. La manca d'oli definitivament pot conduir a una lubricació insuficient, però una lubricació insuficient no és necessàriament causada per la manca d'oli. La lubricació insuficient també pot ser causada per tres motius: la incapacitat de l'oli lubricant per arribar a la superfície del coixinet; Tot i que l'oli lubricant ha arribat a la superfície del coixinet, la seva viscositat és massa petita per formar una pel·lícula d'oli de gruix suficient; Tot i que l'oli lubricant ha arribat a la superfície del coixinet, s'ha descompost a causa del sobreescalfament i no pot funcionar com a lubricant.
L'obstrucció de la pantalla d'aspiració d'oli o la canonada de subministrament d'oli o la fallada de la bomba d'oli poden afectar el lliurament d'oli lubricant i l'oli lubricant no pot arribar a la superfície de fricció lluny de la bomba d'oli. La pantalla d'aspiració d'oli i la bomba d'oli són normals, però el desgast dels coixinets i el joc excessiu poden provocar fuites d'oli i baixa pressió d'oli, fent que la superfície de fricció allunyada de la bomba d'oli sigui inaccessible, causant desgast i rascades.
El retorn de líquid és un problema comú del sistema i un dels principals perills del retorn de líquid rau a diluir l'oli lubricant. Després que l'oli lubricant diluït arribi a la superfície de fricció, la seva viscositat és baixa i no pot formar una pel·lícula d'oli protectora de gruix suficient, que pot provocar un desgast amb el temps. Quan el volum del líquid de retorn és relativament gran, l'oli lubricant serà molt prim, no només no podrà tenir un paper lubricant, sinó que també es dissol i rentarà la pel·lícula d'oli original, provocant el rentat del refrigerant.
A causa de diverses raons (inclosa l'etapa d'arrencada del compressor), la temperatura de la superfície de fricció on no s'obté oli lubricant augmentarà ràpidament i l'oli lubricant començarà a descompondre's després de superar els 175 graus C. "Lubricació insuficient - fricció - superfície alta temperatura - descomposició de l'oli" és un cicle viciós típic, i molts accidents malignes, inclosos l'eix de fixació de la biela i el cilindre de subjecció del pistó, estan relacionats amb aquest cicle viciós. Es pot observar una lubricació insuficient i una escassetat d'oli als compressors desmuntats. La manca d'oli generalment es manifesta en grans àrees de danys superficials relativament uniformes i altes temperatures, mentre que la manca de lubricació es manifesta més habitualment en desgast, rascades i altes temperatures en llocs específics, com ara la superfície del coixinet lluny de la bomba d'oli.
Quan el pistó es mou cap amunt i cap avall, la càrrega del passador del pistó es gira entre les parts superior i inferior de la superfície del coixinet, la qual cosa permet que l'oli lubricant raspalli uniformement el passador del pistó i proporcioni una lubricació suficient. Si la placa de la vàlvula d'escapament està doblegada o trencada, o el compressor funciona a una relació de pressió alta durant molt de temps, provocarà una lubricació insuficient i un desgast en un costat del passador del pistó, augmentant la porositat. Si el passador del pistó té un buit tremolant, el pistó es llançarà al centre mort superior i colpejarà la placa de la vàlvula i la placa de la vàlvula, produint un so de cop. Per tant, en substituir la placa de la vàlvula, comproveu el desgast del passador del pistó.
Conclusions i recomanacions
La manca d'oli pot provocar greus deficiències de lubricació. La causa principal de la manca d'oli no és la quantitat i la velocitat del flux d'oli del compressor, sinó el mal retorn de l'oli del sistema. La instal·lació d'un separador d'oli pot retornar ràpidament l'oli i allargar el temps de funcionament del compressor sense retorn d'oli. El disseny de l'evaporador i la línia de retorn ha de tenir en compte l'oli de retorn. Les mesures de manteniment com evitar arrencades freqüents, descongelar regularment, reposar el refrigerant de manera oportuna i substituir els components del pistó desgastats de manera oportuna també ajuden a retornar l'oli.
La migració del líquid de retorn i del refrigerant diluirà l'oli lubricant, que no afavoreix la formació de pel·lícula d'oli; La fallada de la bomba d'oli i el bloqueig del circuit d'oli poden afectar el subministrament i la pressió d'oli, provocant una manca d'oli a la superfície de fricció; L'alta temperatura de la superfície de fricció promourà la descomposició de l'oli lubricant, fent que l'oli lubricant perdi la seva capacitat lubricant. La lubricació insuficient causada per aquests tres problemes sovint provoca danys al compressor. La causa principal de l'escassetat de petroli es troba en el sistema. Per tant, només substituir el compressor o alguns accessoris no pot resoldre fonamentalment el problema de l'escassetat d'oli.