Phân Tích Lỗi Máy Nén Điều Hòa Xe Điện - Thiếu Dầu Bôi Trơn

Máy nén điều hòa ô tô điện là một cỗ máy phức tạp chạy ở tốc độ cao. Đảm bảo bôi trơn đầy đủ trục khuỷu máy nén, ổ trục, thanh nối, pít-tông và các bộ phận chuyển động khác là yêu cầu cơ bản để duy trì hoạt động bình thường của máy. Vì lý do này, nhà sản xuất máy nén yêu cầu sử dụng các loại dầu bôi trơn được chỉ định và kiểm tra thường xuyên mức dầu bôi trơn và màu sắc. Tuy nhiên, do sơ suất trong thiết kế, xây dựng và bảo trì hệ thống lạnh, việc bôi trơn không đủ các bộ phận chuyển động là phổ biến do thiếu dầu máy nén, cốc dầu, pha loãng hồi lưu, xả môi chất lạnh và sử dụng dầu bôi trơn kém chất lượng. Việc bôi trơn không đủ có thể gây mài mòn hoặc trầy xước bề mặt ổ trục, và trong trường hợp nghiêm trọng, nó có thể khiến trục và pít-tông bị kẹt trong xi-lanh, cũng như dẫn đến tai nạn cong và gãy thanh truyền.
1. Thiếu dầu
Thiếu dầu là một trong những lỗi máy nén khí dễ nhận biết nhất. Khi máy nén thiếu dầu, có rất ít hoặc không có dầu bôi trơn trong cacte. Máy nén là một máy bơm không khí đặc biệt, nơi một lượng lớn khí làm lạnh được thải ra ngoài đồng thời cuốn theo một lượng nhỏ dầu bôi trơn (gọi là dầu chạy hoặc dầu chạy). Rò rỉ dầu máy nén là không thể tránh khỏi, nhưng tốc độ rò rỉ dầu là khác nhau. Có khoảng {{0}} phần trăm dầu bôi trơn trong khí thải của máy nén pít-tông bán kín, trong khi 0.5-1 phần trăm trong máy nén cuộn. Đối với 6-máy nén xi lanh có dung tích 100m3/giờ và dung tích chứa dầu cacte là 6 lít, lưu lượng dầu 3 phần trăm có nghĩa là lưu lượng dầu khoảng 0.3-0.8 lít mỗi phút hoặc máy nén hoạt động hơn mười phút mà không hồi dầu.
Nếu dầu bôi trơn xả ra khỏi máy nén không quay trở lại, máy nén sẽ hết dầu.
Có hai cách để hồi dầu từ máy nén, một là hồi dầu từ tách dầu, hai là hồi dầu từ đường ống hồi. Bộ tách dầu được lắp trên ống xả của máy nén và thường có thể tách 50-95 phần trăm dầu đang chạy. Hiệu quả hồi dầu tốt và tốc độ nhanh, giúp giảm đáng kể lượng dầu đi vào đường ống hệ thống, nhờ đó kéo dài thời gian vận hành mà không cần hồi dầu một cách hiệu quả. Không có gì lạ khi các hệ thống lạnh kho lạnh có đường ống đặc biệt dài, hệ thống làm đá lỏng đầy đủ và thiết bị sấy khô ở nhiệt độ rất thấp không hồi dầu hoặc có rất ít dầu hồi sau mười hoặc thậm chí hàng chục phút khởi động. Các hệ thống được thiết kế kém có thể khiến máy nén ngừng hoạt động do áp suất dầu thấp. Việc lắp đặt bộ tách dầu hiệu suất cao trong hệ thống lạnh này có thể kéo dài đáng kể thời gian hoạt động không hồi dầu của máy nén, giúp máy nén vượt qua giai đoạn khủng hoảng không hồi dầu sau khi khởi động một cách an toàn.
Dầu bôi trơn chưa được tách sẽ đi vào hệ thống và chảy cùng với môi chất lạnh trong đường ống, tạo thành vòng tuần hoàn dầu. Sau khi dầu bôi trơn đi vào thiết bị bay hơi, một mặt, do nhiệt độ thấp và độ hòa tan thấp, một phần dầu bôi trơn được tách ra khỏi chất làm lạnh; Mặt khác, nhiệt độ thấp và độ nhớt cao làm cho dầu bôi trơn được tách ra dễ dàng bám vào thành trong của ống dẫn đến khó chảy. Nhiệt độ bay hơi càng thấp thì dầu càng khó hồi lưu. Điều này đòi hỏi việc thiết kế và xây dựng các đường ống bay hơi và hồi lưu phải thuận lợi cho việc hồi dầu. Thực tế phổ biến là áp dụng thiết kế đường ống kiểu đi xuống và đảm bảo tốc độ luồng không khí lớn hơn. Đối với các hệ thống lạnh có nhiệt độ đặc biệt thấp, chẳng hạn như bể đông lạnh y tế - 85 độ C và - 150 độ C, ngoài việc chọn bộ tách dầu hiệu quả cao, dung môi đặc biệt thường được thêm vào để ngăn dầu bôi trơn chặn các ống mao dẫn và van giãn nở, đồng thời giúp hồi dầu trở lại. Trong các ứng dụng thực tế, các vấn đề hồi dầu do thiết kế thiết bị bay hơi và đường hồi không đúng cách không phải là hiếm. Đối với hệ thống R22 và R404A, rất khó hồi dầu từ thiết bị bay hơi toàn chất lỏng và việc thiết kế đường ống hồi hệ thống phải hết sức cẩn thận. Đối với một hệ thống như vậy, sử dụng tách dầu hiệu quả có thể giảm đáng kể lượng dầu đi vào đường ống hệ thống, kéo dài hiệu quả thời gian không quay trở lại của đường ống quay trở lại sau khi khởi động. Khi máy nén cao hơn thiết bị bay hơi, cần uốn cong hồi lưu trên đường ống hồi lưu thẳng đứng. Đường hồi dầu phải càng nhỏ càng tốt để giảm lượng dầu dự trữ. Khoảng cách giữa các khúc cua hồi dầu phải phù hợp. Khi số lần uốn hồi dầu lớn, nên thêm một ít dầu bôi trơn. Đường hồi của hệ thống biến tải cũng phải cẩn thận. Khi tải giảm, tốc độ gió hồi sẽ giảm và tốc độ quá thấp không có lợi cho dầu hồi. Để đảm bảo hồi dầu dưới tải trọng thấp, ống hút thẳng đứng có thể sử dụng ống đứng kép.
Việc khởi động máy nén thường xuyên không có lợi cho việc hồi dầu. Do thời gian hoạt động liên tục ngắn, máy nén dừng lại, không có thời gian hình thành luồng khí tốc độ cao ổn định trong đường ống hồi nên dầu bôi trơn chỉ có thể đọng lại trong đường ống. Nếu dầu hồi ít hơn dầu xả thì máy nén sẽ hết dầu. Thời gian vận hành càng ngắn, đường ống càng dài và hệ thống càng phức tạp thì vấn đề hồi dầu càng nổi bật. Đối với máy nén kín hoàn toàn (bao gồm cả máy nén cuộn và máy nén rôto) và máy nén bán kín một phần không có công tắc an toàn áp suất dầu, việc khởi động thường xuyên sẽ gây ra nhiều hư hỏng hơn.
Bảo dưỡng máy nén cũng quan trọng không kém. Trong quá trình rã đông, nhiệt độ của thiết bị bay hơi tăng lên, độ nhớt của dầu bôi trơn giảm nên dễ chảy. Sau chu kỳ xả băng, tốc độ dòng chảy của chất làm lạnh cao và dầu bôi trơn còn lại sẽ được cô đặc và quay trở lại máy nén. Do đó, tần suất và thời lượng của chu kỳ xả băng cũng cần được thiết lập cẩn thận để tránh những dao động lớn về mức dầu hoặc thậm chí là những cú sốc dầu. Khi có nhiều rò rỉ chất làm lạnh, tốc độ khí hồi sẽ giảm và tốc độ quá thấp sẽ khiến dầu bôi trơn đọng lại trong đường ống khí hồi và không thể nhanh chóng quay trở lại máy nén.
Lượng dầu bôi trơn hồi về vỏ máy nén không bằng lượng hồi về cacte. Đối với máy nén sử dụng nguyên lý hồi dầu áp suất âm của khoang trục khuỷu, nếu pít-tông bị rò rỉ do mòn, v.v., áp suất trong cacte tăng lên và van một chiều hồi dầu sẽ tự động đóng lại do hiệu ứng chênh lệch áp suất. Dầu bôi trơn quay trở lại từ đường ống hồi lưu nằm trong khoang động cơ và không thể đi vào cacte. Đây là vấn đề hồi dầu bên trong, cũng có thể gây ra tình trạng thiếu dầu. Ngoài việc xảy ra các sự cố như vậy ở các máy cũ đã mòn, việc bắt đầu có chất lỏng do sự di chuyển của chất làm lạnh cũng có thể gây khó khăn cho việc hồi dầu bên trong, nhưng thời gian thường ngắn, tối đa là hơn mười phút. Khi xảy ra sự cố hồi dầu bên trong, có thể quan sát thấy mức dầu của máy nén tiếp tục giảm cho đến khi thiết bị an toàn áp suất dầu hoạt động. Sau khi tắt máy nén, mức dầu trong cacte nhanh chóng phục hồi. Nguyên nhân gốc rễ của vấn đề hồi dầu bên trong nằm ở sự rò rỉ của xi lanh. Cụm pít-tông bị mòn cần được thay thế kịp thời. Thiết bị an toàn áp suất dầu sẽ tự ngắt khi thiếu dầu, bảo vệ máy nén khỏi hư hỏng. Máy nén kín hoàn toàn (bao gồm cả rôto và máy nén cuộn) và máy nén làm mát bằng không khí không có kính quan sát dầu và thiết bị an toàn áp suất dầu không có triệu chứng rõ ràng khi thiếu dầu và không tắt máy. Máy nén có thể vô tình bị mòn và hư hỏng. Tiếng ồn, độ rung hoặc dòng điện quá mức của máy nén có thể liên quan đến việc thiếu dầu. Việc đánh giá chính xác các điều kiện hoạt động của máy nén và hệ thống là rất quan trọng. Nhiệt độ môi trường thấp có thể khiến một số thiết bị an toàn áp suất dầu hoạt động sai và gây mài mòn máy nén.
Sự hao mòn do thiếu dầu máy nén thường tương đối đồng đều. Nếu có ít hoặc không có dầu bôi trơn, bề mặt ổ trục sẽ xảy ra ma sát nghiêm trọng và nhiệt độ sẽ tăng nhanh trong vòng vài giây. Nếu công suất của động cơ đủ lớn, trục khuỷu sẽ tiếp tục quay, bề mặt trục khuỷu và ổ trục sẽ bị mài mòn hoặc trầy xước. Nếu không, trục khuỷu sẽ bị khóa bởi ổ trục và ngừng quay. Chuyển động tịnh tiến của piston trong xi lanh là như nhau. Thiếu dầu có thể gây mài mòn hoặc trầy xước, và trong trường hợp nghiêm trọng, pít-tông có thể bị kẹt trong xi-lanh và không thể di chuyển.
2. Bôi trơn không đủ
Nguyên nhân trực tiếp của sự mài mòn là không đủ bôi trơn. Thiếu dầu chắc chắn có thể dẫn đến bôi trơn không đủ, nhưng bôi trơn không đủ không nhất thiết là do thiếu dầu. Việc bôi trơn không đủ cũng có thể do ba nguyên nhân: dầu bôi trơn không thể tiếp cận bề mặt ổ trục; Mặc dù dầu bôi trơn đã đến bề mặt ổ trục, nhưng độ nhớt của nó quá nhỏ để tạo thành màng dầu đủ độ dày; Mặc dù dầu bôi trơn đã đến bề mặt ổ trục, nhưng nó đã bị phân hủy do quá nóng và không thể hoạt động như một chất bôi trơn.
Sự tắc nghẽn của màn hình hút dầu hoặc đường ống cấp dầu, hoặc hỏng bơm dầu có thể ảnh hưởng đến việc cung cấp dầu bôi trơn và dầu bôi trơn không thể tiếp cận bề mặt ma sát cách xa bơm dầu. Màn hình hút dầu và bơm dầu vẫn bình thường, nhưng ổ trục bị mài mòn và khe hở quá mức có thể gây rò rỉ dầu và áp suất dầu thấp, khiến bề mặt ma sát cách xa bơm dầu không tiếp cận được, gây mòn và trầy xước.
Sự hồi lưu chất lỏng là một sự cố phổ biến của hệ thống và một trong những mối nguy hiểm chính của sự hồi lưu chất lỏng nằm ở việc pha loãng dầu bôi trơn. Sau khi dầu bôi trơn được pha loãng đến bề mặt ma sát, độ nhớt của nó thấp và không thể tạo thành màng dầu bảo vệ có đủ độ dày, có thể gây mài mòn theo thời gian. Khi thể tích chất lỏng hồi lưu tương đối lớn, dầu bôi trơn sẽ rất loãng, không những không thể đóng vai trò bôi trơn mà còn hòa tan và rửa trôi màng dầu ban đầu, gây ra hiện tượng xả chất làm lạnh.
Do nhiều nguyên nhân (bao gồm cả giai đoạn khởi động máy nén), nhiệt độ của bề mặt ma sát không thu được dầu bôi trơn sẽ tăng nhanh và dầu bôi trơn sẽ bắt đầu phân hủy sau khi vượt quá 175 độ C. "Bôi trơn không đủ - ma sát - bề mặt cao nhiệt độ - phân hủy dầu" là một vòng luẩn quẩn điển hình và nhiều tai nạn ác tính, bao gồm trục giữ thanh nối và xi lanh kẹp pít-tông, có liên quan đến vòng luẩn quẩn này. Không đủ bôi trơn và thiếu dầu có thể được nhìn thấy trong các máy nén đã tháo rời. Thiếu dầu thường biểu hiện ở những khu vực rộng lớn có bề mặt bị hư hại tương đối đồng đều và nhiệt độ cao, trong khi thiếu dầu bôi trơn thường biểu hiện ở sự mài mòn, trầy xước và nhiệt độ cao ở những vị trí cụ thể, chẳng hạn như bề mặt ổ trục cách xa bơm dầu.
Khi pít-tông di chuyển lên xuống, tải trọng của chốt pít-tông được luân chuyển giữa phần trên và phần dưới của bề mặt ổ trục, giúp dầu bôi trơn chải đều chốt pít-tông và cung cấp đủ dầu bôi trơn. Nếu tấm van xả bị cong hoặc gãy, hoặc máy nén hoạt động ở tỷ lệ áp suất cao trong thời gian dài sẽ khiến dầu bôi trơn không đủ và làm mòn một bên chốt pít-tông, dẫn đến tăng độ xốp. Nếu chốt pít-tông có khe hở lắc, pít-tông sẽ bị văng ra ngoài ở điểm chết trên và đập vào tấm van và tấm van, tạo ra tiếng gõ. Do đó, khi thay tấm van, hãy kiểm tra độ mòn của chốt pít-tông.
Kết luận và khuyến nghị
Thiếu dầu có thể gây ra tình trạng thiếu bôi trơn nghiêm trọng. Nguyên nhân gốc rễ của việc thiếu dầu không phải là số lượng và tốc độ của dòng dầu máy nén, mà là do hệ thống hồi dầu kém. Lắp đặt bộ tách dầu có thể nhanh chóng hồi dầu và kéo dài thời gian hoạt động của máy nén mà không cần hồi dầu. Thiết kế của thiết bị bay hơi và đường hồi phải tính đến dầu hồi. Các biện pháp bảo dưỡng như tránh khởi động thường xuyên, xả băng thường xuyên, bổ sung chất làm lạnh kịp thời và thay thế các bộ phận pít-tông bị mòn kịp thời cũng giúp hồi dầu.
Sự di chuyển của chất lỏng và chất làm lạnh trở lại sẽ làm loãng dầu bôi trơn, không có lợi cho việc hình thành màng dầu; Bơm dầu bị hỏng và mạch dầu bị tắc có thể ảnh hưởng đến việc cung cấp dầu và áp suất, dẫn đến thiếu dầu trên bề mặt ma sát; Nhiệt độ cao của bề mặt ma sát sẽ thúc đẩy quá trình phân hủy dầu bôi trơn, làm cho dầu bôi trơn mất khả năng bôi trơn. Việc bôi trơn không đủ gây ra bởi ba vấn đề này thường dẫn đến hư hỏng máy nén. Nguyên nhân gốc rễ của tình trạng thiếu dầu nằm ở hệ thống. Do đó, chỉ thay thế máy nén hoặc một số phụ kiện không thể giải quyết cơ bản vấn đề thiếu dầu.