孫潤昌

摘要：通過對渦旋式壓縮機冷凍油回收系統(tǒng)（簡稱回油系統(tǒng)）的分析，提供該類壓縮機因回油不順導(dǎo)致壽命短、異響、發(fā)熱等故障的診斷思路，從設(shè)計方面提供預(yù)防渦旋式壓縮機冷凍油回油不徹底的解決方案。關(guān)鍵詞：渦旋式;壓縮機;冷凍油;回油系統(tǒng)

前言

渦旋式壓縮機是繼旋葉式之后發(fā)展起來的第四代車用空調(diào)壓縮機，與活塞壓縮機相比，零件數(shù)量減少90%、體積減小40%、重量減輕15%。因為沒有余隙容積，容積效率非常高。多壓縮室同時工作，工作連續(xù)，壓縮力矩變化平穩(wěn)，所以震動和噪音小，能耗損失低。采用油膜密封，摩擦損失小，機械效率高。渦旋式壓縮機優(yōu)勢明顯，代表著車用空調(diào)壓縮機發(fā)展的方向和趨勢。

在產(chǎn)品的實際使用中，這種渦旋式壓縮機面臨的最難解決的技術(shù)難題，就是因系統(tǒng)回油不好，引起壓縮機內(nèi)部冷凍油缺乏，機件磨損增大，機體溫度增高，同時也因為沒有足夠的冷凍油，造成壓縮機內(nèi)動靜渦旋盤的軸向和切向間隙的油膜無法建立，引起卸壓漏油故障。從而降低產(chǎn)品的使用經(jīng)濟性。壓縮機在排出冷媒時，也會排出微量的冷凍油。即使只有0.5%的上油率，如果油不能通過系統(tǒng)循環(huán)回到壓縮機中，壓縮機運轉(zhuǎn)短時間內(nèi)就可以將冷凍油油全部帶出，大約在2～5小時內(nèi)壓縮機將會燒壞。因此，解決渦旋式壓縮機的回油問題至關(guān)重要。

1.渦旋式壓縮機結(jié)構(gòu)簡介

圖1?渦旋式壓縮機結(jié)構(gòu)

渦旋式壓縮機的主要部件有定渦旋盤、動渦旋盤、電機吸氣口及排氣口等，如圖1所示的空調(diào)用渦旋壓縮機，其特點是電機定子過盈固定在殼體上，電機轉(zhuǎn)子過盈連接在曲軸上，曲軸驅(qū)動支架上的動渦旋盤做圓周軌道運動，與靜渦盤共同構(gòu)成多個封閉壓縮腔進(jìn)行壓縮。為了避免動渦旋盤的自轉(zhuǎn)，通過十字滑環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行限制。該渦旋壓縮機的冷凍油貯存在底部空腔油池中，在離心泵和壓差的共同作用下，將冷凍油分配至各個壓縮腔。

2.冷凍油循環(huán)路線分析

壓縮機在排出冷媒時，會排出微量的冷凍油，我們所說的回油，就是讓這部分油通過循環(huán)重新回到壓縮機中，避免冷凍油的損耗。下面依據(jù)冷媒在制冷過程中的流動對渦旋壓縮機系統(tǒng)的油路做簡要分析。

壓縮機排出高壓帶油的混合氣體后，經(jīng)過油分離器，排出的冷凍油大部分被分離，并通過毛細(xì)回油管回到壓縮機中;殘留的冷凍油與冷媒混合物以高壓氣態(tài)流至冷凝器，此段流速快、流程短，冷凍油沒有損耗;經(jīng)過冷凝器后混合物變成液態(tài)，途經(jīng)膨脹閥到達(dá)蒸發(fā)器，在這個過程中冷凍油與冷媒充分溶解，也不會有冷凍油析出;在蒸發(fā)器中，冷媒吸收熱量蒸發(fā)變成氣態(tài)，冷凍油析出并附著在管路內(nèi)壁上;蒸發(fā)器至壓縮機段，冷媒處于低壓氣體狀態(tài)，流速較小，冷媒會進(jìn)一步析出。

3.影響冷凍油回流的關(guān)鍵因素

清楚冷凍油在循環(huán)系統(tǒng)的流動路線，就可以針對各個環(huán)節(jié)，采取相應(yīng)的措施，保證冷凍油的回流。

3.1適當(dāng)?shù)膲嚎s機注油量

系統(tǒng)中冷卻油的量，不僅決定了壓縮機的潤滑效果，同時決定了系統(tǒng)的制冷效果。在這里，我們引入冷凍油循環(huán)率的概念：

對壓縮機而言，一定范圍內(nèi)，冷凍油循環(huán)率越高，潤滑性能越好;但對空調(diào)系統(tǒng)而言，冷凍油的存在反而導(dǎo)致制冷能力下降。因此，在設(shè)定壓縮機的機油加注量時，一定要兼顧雙方的要求，通常取值在2.9%～6%之間。

3.2選擇正確的冷凍油

冷凍油選擇的標(biāo)準(zhǔn)很多，為方便回油，必須要求其傾點低，避免在低溫情況產(chǎn)生黏附，無法回流至壓縮機。同時，當(dāng)冷媒為氣態(tài)時，冷凍油夾雜在其中高速流動，當(dāng)冷媒為液態(tài)時，冷凍油與冷媒充分互溶，為保證冷凍油無論在冷媒處于何種狀態(tài)都能很好的流動，冷凍油的粘度也是一個重要的參數(shù)。國內(nèi)常見的幾種冷凍油及參數(shù)見表1。

表1?常見冷凍油參數(shù)一覽表

3.3空調(diào)管路設(shè)置

應(yīng)確保壓縮機吸氣管冷媒的流速（約6m/s），才能使油回到壓縮機，但最高流速應(yīng)小于15m/s，以減小壓降與流動噪音，對水平管還應(yīng)沿冷媒流動方向有向下的坡度，尤其是蒸發(fā)器到壓縮機之間的管路，必須設(shè)置高度差，才能使析出的冷凍油回流到壓縮機中。

3.4分離器的選擇

一般會在壓縮機排氣管處設(shè)置油分離器，目的是讓隨高壓制冷劑排出的冷凍油析出并回流到壓縮機中。油分離器的核心部件是油氣分離芯，在選擇時必須大于或等于空氣壓縮機的出氣流量，防止了在使用過程中吸入的空氣濾清器過濾不了的細(xì)小粉塵將油氣分離芯的細(xì)分離層上堵塞，從而減少油氣分離芯的處理流量，造成油氣分離芯早期壓差過大。在配套油氣分離芯最合適的是壓縮空氣出氣流量的105%以上來選擇。同時也要考慮合理的壓降和流速數(shù)值，一般通過潔凈油細(xì)分離器的壓降為0.025～0.03Mpa，氣體流過過濾材料時的速度應(yīng)在0.1m/s左右。

在蒸發(fā)器至壓縮機吸氣管處設(shè)置氣液分離器，除了防止壓縮機液擊外，還可以聚集從蒸發(fā)器和低壓管中析出的冷凍油，最終通過毛細(xì)回油管回到壓縮機中。氣液分離器的回油孔大小應(yīng)適當(dāng)，孔徑過大會吸入液體制冷劑造成過濕運轉(zhuǎn)，孔徑過小會使回油不順暢，使油滯留在氣液分離器中。

3.5減少壓縮機的上油率

壓縮機的上油率，即單位時間內(nèi)排出的冷凍油量，占系統(tǒng)中總冷凍油含量的百分比。為了最大可能的保證回油，在停機時為保證制冷劑不溶解到冷凍機油中，設(shè)計時要使用曲軸加熱器，防止冷機啟動時大量冷凍油排出。避免過濕運轉(zhuǎn)，因為會壓縮機內(nèi)部的油容易起泡使油容易被帶出壓縮機。

4.結(jié)論

壓縮機應(yīng)該設(shè)置合適的冷凍油加注量;盡量選擇傾點低、粘溫曲線變化平緩的冷凍油。管路設(shè)計時應(yīng)該考慮冷媒的流速和蒸發(fā)器到壓縮機之間的高度差;應(yīng)該選擇合適的油分離器和氣液分離器，回油毛細(xì)管的直徑不能過大也不能過小;通過適用曲軸加熱器來降低壓縮機的上油率。

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