活塞式制冷壓縮機(jī)耗油過高故障分析及處理

壓縮機(jī)：是高速運(yùn)轉(zhuǎn)的復(fù)雜機(jī)器，保證壓縮機(jī)曲軸、軸承、連桿、活塞等運(yùn)動(dòng)件的充分潤(rùn)滑是維持機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本要求。為此，壓縮機(jī)制造商要求使用指定牌號(hào)潤(rùn)滑油，并要求定期檢查潤(rùn)滑油油位和顏色。然而,由于制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)方面的疏忽，壓縮機(jī)缺油、油焦化變質(zhì)、回液稀釋、制冷劑沖刷、使用劣質(zhì)潤(rùn)滑油等造成運(yùn)動(dòng)件潤(rùn)滑不足的情況比較常見。潤(rùn)滑不足會(huì)引起軸承面磨損或劃傷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成抱軸、活塞卡在氣缸內(nèi)以及由此而引起的連桿彎曲、斷裂事故。

現(xiàn)象一：潤(rùn)滑不足
磨損的直接原因：潤(rùn)滑不足。缺油肯定會(huì)引起潤(rùn)滑不足，但油潤(rùn)不足不一定就是缺油引起的。以下三種原因也可以造成潤(rùn)滑不足：潤(rùn)滑油無法到達(dá)軸承表面；潤(rùn)滑油雖已到達(dá)軸承表面，但是粘度太小，不能形成足夠厚度的油膜；潤(rùn)滑油雖已到達(dá)軸承表面，但是由于過熱而分解掉了，不能起到潤(rùn)滑作用。
導(dǎo)致的不良影響：吸油網(wǎng)或供油管路堵塞、油泵故障等均會(huì)影響潤(rùn)滑油的輸送，潤(rùn)滑油無法到達(dá)遠(yuǎn)離油泵的摩擦面。吸油網(wǎng)和油泵正常，但軸承磨損、間隙過大等造成漏油和油壓過低，會(huì)使遠(yuǎn)離油泵的摩擦面得不到潤(rùn)滑油，造成磨損和劃傷。由于種種原因（包括壓縮機(jī)啟動(dòng)階段）沒有得到潤(rùn)滑油的摩擦面溫度會(huì)迅速攀升，超過175℃后潤(rùn)滑油就開始分解。“潤(rùn)滑不足－摩擦－表面高溫－油分解”是一個(gè)典型的惡性循環(huán)，許多惡性事故包括連桿抱軸、活塞卡缸都與這個(gè)惡性循環(huán)有關(guān)。潤(rùn)滑不足和缺油現(xiàn)象可以在拆開的壓縮機(jī)中看到。缺油一般表現(xiàn)為大面積、比較均勻的表面損傷和高溫，而潤(rùn)滑不足更多的是在一些特定部位的磨損、劃傷和高溫，如遠(yuǎn)離油泵的軸承面等。
活塞上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞銷的負(fù)載是在軸承表面的上部和下部之間輪換的，這可以讓潤(rùn)滑油均勻地刷過活塞銷，并提供足夠的潤(rùn)滑。如果排氣閥片彎曲或者折斷，或者壓縮機(jī)長(zhǎng)期高壓比工作，將造成活塞銷單側(cè)潤(rùn)滑不足和磨損，孔隙增大。活塞銷有晃動(dòng)間隙，活塞就會(huì)在上止點(diǎn)處被拋出并撞擊閥片和閥板，產(chǎn)生撞擊聲。因此，更換閥片時(shí)，應(yīng)檢查活塞銷磨損情況。
現(xiàn)象二：缺油
缺油是很容易辨別的壓縮機(jī)故障之一，壓縮機(jī)缺油時(shí)曲軸箱中油量很少甚至沒有潤(rùn)滑油。
壓縮機(jī)是一個(gè)特殊的氣泵，大量制冷劑氣體在被排出的同時(shí)也夾帶走一小部分潤(rùn)滑油（稱為奔油或跑油）。壓縮機(jī)奔油是無法避免的，只是奔油速度有所不同。半封活塞式壓縮機(jī)排氣中大約有2-3%的潤(rùn)滑油，而渦旋壓縮機(jī)為0.5-1%。對(duì)于一臺(tái)排量為100m3/hr、曲軸箱儲(chǔ)油量為6升的6缸壓縮機(jī)，3％的奔油意味著大約0.3-0.8升/分鐘的奔油量，或壓縮機(jī)無回油運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為十幾分鐘。
排出壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油不回來，壓縮機(jī)就會(huì)缺油。壓縮機(jī)回油有兩種方式，一種是油分離器回油，另一種是回氣管回油。油分離器安裝在壓縮機(jī)排氣管路上，一般能分離出50-95％的奔油，回油效果好，速度快，大大減少進(jìn)入系統(tǒng)管路的油量，從而有效延長(zhǎng)了無回油運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。管路特別長(zhǎng)的冷庫制冷系統(tǒng)、滿液式制冰系統(tǒng)以及溫度很低的凍干設(shè)備等，開機(jī)后十幾分鐘甚至幾十分鐘不回油或回油量非常少的情況并不稀奇，設(shè)計(jì)不好的系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)壓縮機(jī)油壓過低而停機(jī)的問題。這種制冷系統(tǒng)安裝高效油分離器能大大延長(zhǎng)壓縮機(jī)無回油運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，使壓縮機(jī)安全度過開機(jī)后無回油的危機(jī)階段。
未被分離出來的潤(rùn)滑油將進(jìn)入系統(tǒng)，隨制冷劑在管內(nèi)流動(dòng)，形成油循環(huán)。潤(rùn)滑油進(jìn)入蒸發(fā)器后，一方面因溫度低溶解度小，一部分潤(rùn)滑油從制冷劑中分離出來；另一方面，溫度低粘度大，分離出來的潤(rùn)滑油容易附著在管內(nèi)壁上，流動(dòng)比較困難。蒸發(fā)溫度越低，回油越困難。這就要求蒸發(fā)管路設(shè)計(jì)和回氣管路設(shè)計(jì)和施工必須有利于回油，常見的做法是采用下降式管路設(shè)計(jì)，并保證較大的氣流速度。
實(shí)際應(yīng)用中，由于蒸發(fā)器和回氣管路設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的回油問題并不罕見。對(duì)于R22和R404A系統(tǒng)來說，滿液式蒸發(fā)器的回油非常困難，系統(tǒng)回油管路設(shè)計(jì)必須非常小心。對(duì)于這樣的系統(tǒng)，使用高效油分可以大大減小進(jìn)入系統(tǒng)管路的油量，有效延長(zhǎng)開機(jī)后回氣管無回油時(shí)間。當(dāng)壓縮機(jī)比蒸發(fā)器的位置高時(shí),垂直回氣管上的回油彎是必需的�；赜蛷澮�盡可能緊湊，以減小存油。回油彎之間的間距要合適，回油彎的數(shù)量比較多時(shí)，應(yīng)該補(bǔ)充一些潤(rùn)滑油。變負(fù)荷系統(tǒng)的回油管路也必須小心。當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，回氣速度會(huì)降低，速度太低不利于回油。為了保證低負(fù)荷下的回油，垂直的吸氣管可以采用雙立管。
壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)不利于回油。由于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間很短壓縮機(jī)就停了，回氣管內(nèi)來不及形成穩(wěn)定的高速氣流，潤(rùn)滑油就只能留在管路內(nèi)�；赜蜕儆诒加�，壓縮機(jī)就會(huì)缺油。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間越短，管線越長(zhǎng)，系統(tǒng)越復(fù)雜，回油問題就越突出。對(duì)于沒有油壓安全開關(guān)的全封閉壓縮機(jī)（包括渦旋壓縮機(jī)和轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)）和部分半封閉壓縮機(jī)），頻繁啟動(dòng)引起的損壞是比較多的。。
結(jié)論與體會(huì)：
缺油會(huì)引起嚴(yán)重的潤(rùn)滑不足，缺油的根本原因不在于壓縮機(jī)奔油多少和快慢，而是系統(tǒng)回油不好。安裝油分離器可以快速回油，延長(zhǎng)壓縮機(jī)無回油運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。蒸發(fā)器和回氣管路的設(shè)計(jì)必須考慮到回油。避免頻繁啟動(dòng)、定時(shí)化霜、及時(shí)補(bǔ)充制冷劑、及時(shí)更換磨損的活塞組件等維護(hù)措施也有助于回油。
回液和制冷劑遷移會(huì)稀釋潤(rùn)滑油，不利于油膜的形成；油泵故障和油路堵塞會(huì)影響供油量和油壓，導(dǎo)致摩擦面缺油；摩擦面高溫會(huì)促使?jié)櫥�油分��，使�(jié)櫥�油失去�?rùn)滑能力。這三方面問題引起的潤(rùn)滑不足也常常造成壓縮機(jī)損壞。缺油的根源在于系統(tǒng)。因此，只更換壓縮機(jī)或某些配件不能從根本上解決缺油問題。

所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)、管路施工必須考慮系統(tǒng)回油問題，否則后患無窮！比如設(shè)計(jì)、施工時(shí)蒸發(fā)器回氣管設(shè)置回油彎、排氣管設(shè)置止逆彎，所有管路都應(yīng)沿著流體運(yùn)動(dòng)方向一路下坡，坡度0.3~0.5%。