Analisis Kegagalan Kompresor AC Kendaraan Listrik - Kekurangan Oli dan Pelumas

Kompresor AC kendaraan listrik adalah mesin kompleks yang bekerja dengan kecepatan tinggi. Memastikan pelumasan yang cukup untuk poros engkol kompresor, bantalan, batang penghubung, piston, dan bagian bergerak lainnya merupakan persyaratan dasar untuk mempertahankan operasi normal mesin. Untuk alasan ini, pabrikan kompresor mensyaratkan penggunaan kadar minyak pelumas yang ditentukan dan pemeriksaan rutin terhadap ketinggian dan warna minyak pelumas. Namun, karena kelalaian dalam desain, konstruksi, dan pemeliharaan sistem refrigerasi, pelumasan yang tidak mencukupi pada bagian yang bergerak sering terjadi karena kekurangan oli kompresor, kokas oli, pengenceran kembali, pembilasan zat pendingin, dan penggunaan oli pelumas yang lebih rendah. Pelumasan yang tidak memadai dapat menyebabkan keausan atau goresan pada permukaan bantalan, dan dalam kasus yang parah, dapat menyebabkan poros dan piston tersangkut di dalam silinder, serta mengakibatkan kecelakaan batang bengkok dan retak.
1. Kekurangan minyak
Kekurangan oli adalah salah satu kesalahan kompresor yang paling mudah diidentifikasi. Saat kompresor kekurangan oli, hanya ada sedikit atau tidak ada oli pelumas di bak mesin. Kompresor adalah pompa udara khusus, di mana gas refrigeran dalam jumlah besar dikeluarkan sekaligus mengalirkan sedikit minyak pelumas (disebut running oil atau running oil). Kebocoran oli kompresor tidak dapat dihindari, tetapi kecepatan kebocoran oli berbeda. Ada sekitar {{0}} persen oli pelumas dalam gas buang kompresor piston semi hermetis, sedangkan 0.5-1 persen dalam kompresor gulir. Untuk 6-kompresor silinder dengan perpindahan 100m3/jam dan kapasitas penyimpanan oli bak mesin 6 liter, aliran oli 3 persen berarti sekitar 0.3-0,8 liter aliran oli per menit, atau kompresor beroperasi selama lebih dari sepuluh menit tanpa pengembalian oli.
Jika minyak pelumas yang dikeluarkan dari kompresor tidak kembali, maka kompresor akan kehabisan minyak.
Ada dua cara untuk mengembalikan oli dari kompresor, yang pertama adalah mengembalikan oli dari separator oli, dan yang lainnya adalah mengembalikan oli dari pipa balik. Pemisah oli dipasang pada pipa knalpot kompresor dan biasanya dapat memisahkan 50-95 persen oli yang mengalir. Efek pengembalian oli bagus dan kecepatannya cepat, sangat mengurangi jumlah oli yang masuk ke pipa sistem, sehingga secara efektif memperpanjang waktu pengoperasian tanpa pengembalian oli. Tidak jarang sistem pendingin penyimpanan dingin dengan saluran pipa yang sangat panjang, sistem pembuat es cair penuh, dan peralatan pengeringan beku dengan suhu sangat rendah tidak mengembalikan oli atau memiliki pengembalian oli yang sangat sedikit setelah sepuluh atau bahkan puluhan menit pengaktifan. Sistem yang dirancang dengan buruk dapat menyebabkan kompresor mati karena tekanan oli rendah. Memasang separator oli efisiensi tinggi dalam sistem pendinginan ini dapat sangat memperpanjang waktu operasi bebas pengembalian oli kompresor, memungkinkan kompresor melewati tahap krisis tidak ada pengembalian oli dengan aman setelah dinyalakan.
Oli pelumas yang belum dipisahkan akan masuk ke dalam sistem dan mengalir bersama refrigeran di dalam pipa, membentuk sirkulasi oli. Setelah minyak pelumas memasuki evaporator, di satu sisi, karena suhu rendah dan kelarutan rendah, sebagian minyak pelumas dipisahkan dari refrigeran; Di sisi lain, suhu rendah dan viskositas tinggi membuat minyak pelumas yang terpisah mudah menempel pada dinding bagian dalam pipa, sehingga sulit mengalir. Semakin rendah suhu penguapan, semakin sulit mengembalikan oli. Ini mensyaratkan bahwa desain dan konstruksi pipa penguapan dan pipa balik harus kondusif untuk pengembalian minyak. Praktik umum adalah mengadopsi desain pipa tipe ke bawah dan memastikan kecepatan aliran udara yang lebih besar. Untuk sistem pendingin dengan suhu sangat rendah, seperti - 85 derajat C dan - 150 derajat C tangki kriogenik medis, selain memilih pemisah minyak efisiensi tinggi, pelarut khusus biasanya ditambahkan untuk mencegah minyak pelumas dari memblokir tabung kapiler dan katup ekspansi, dan untuk membantu mengembalikan minyak. Dalam aplikasi praktis, masalah pengembalian oli yang disebabkan oleh desain evaporator dan saluran balik yang tidak tepat tidak jarang terjadi. Untuk sistem R22 dan R404A, sangat sulit untuk mengembalikan oli dari evaporator cair penuh, dan desain pipa balik sistem harus sangat hati-hati. Untuk sistem seperti itu, penggunaan pemisahan oli yang efisien dapat sangat mengurangi jumlah oli yang masuk ke pipa sistem, secara efektif memperpanjang waktu tidak kembalinya pipa kembali setelah penyalaan. Ketika kompresor lebih tinggi dari evaporator, tekukan balik pada pipa balik vertikal diperlukan. Tekukan pengembalian oli harus sekompak mungkin untuk mengurangi penyimpanan oli. Jarak antara tekukan pengembalian oli harus sesuai. Ketika jumlah tekukan pengembalian oli besar, beberapa oli pelumas harus ditambahkan. Garis balik dari sistem beban variabel juga harus hati-hati. Saat beban berkurang, kecepatan udara balik akan berkurang, dan kecepatan yang terlalu rendah tidak kondusif untuk pengembalian oli. Untuk memastikan pengembalian oli di bawah beban rendah, pipa hisap vertikal dapat menggunakan anak tangga ganda.
Starter kompresor yang sering tidak kondusif untuk pengembalian oli. Karena waktu operasi kontinyu yang singkat, kompresor berhenti, dan tidak ada waktu untuk membentuk aliran udara berkecepatan tinggi yang stabil di pipa balik, sehingga oli pelumas hanya bisa tertinggal di dalam pipa. Jika return oil lebih kecil dari discharge oil, maka kompresor akan kehabisan oli. Semakin pendek waktu operasi, semakin panjang jalur pipa, dan semakin kompleks sistemnya, semakin menonjol masalah pengembalian oli. Untuk kompresor tertutup penuh (termasuk kompresor gulir dan kompresor rotor) dan kompresor setengah tertutup sebagian yang tidak memiliki sakelar pengaman tekanan oli, penyalaan yang sering menyebabkan lebih banyak kerusakan.
Perawatan kompresor sama pentingnya. Selama pencairan, suhu evaporator meningkat, dan viskositas minyak pelumas menurun, sehingga mudah mengalir. Setelah siklus pencairan, laju aliran refrigeran tinggi, dan sisa minyak pelumas akan dipekatkan dan dikembalikan ke kompresor. Oleh karena itu, frekuensi dan durasi siklus pencairan juga harus diatur dengan hati-hati untuk menghindari fluktuasi besar pada level oli atau bahkan guncangan oli. Ketika ada lebih banyak kebocoran refrigeran, kecepatan udara balik akan berkurang, dan kecepatan yang terlalu rendah akan menyebabkan oli pelumas tetap berada di pipa udara balik dan tidak dapat dengan cepat kembali ke kompresor.
Kembalinya oli pelumas ke rumah kompresor tidak sama dengan kembalinya ke bak mesin. Untuk kompresor yang menggunakan prinsip pengembalian oli tekanan negatif dari rongga poros engkol, jika piston bocor karena aus, dll., Tekanan di bak mesin naik, dan katup satu arah pengembalian oli secara otomatis menutup karena efek tekanan diferensial. Oli pelumas yang dikembalikan dari pipa balik tetap berada di rongga motor dan tidak dapat masuk ke bak mesin. Ini adalah masalah pengembalian oli internal, yang juga dapat menyebabkan kekurangan oli. Selain terjadinya kecelakaan pada mesin tua yang aus, mulainya cairan akibat migrasi refrigeran juga dapat menyebabkan kesulitan dalam pengembalian oli internal, namun waktunya biasanya singkat, maksimal lebih dari sepuluh menit. Ketika ada masalah pengembalian oli internal, dapat diamati bahwa level oli kompresor terus menurun hingga alat pengaman tekanan oli bekerja. Setelah kompresor dimatikan, level oli di bak mesin pulih dengan cepat. Akar penyebab masalah pengembalian oli internal terletak pada kebocoran silinder. Rakitan piston yang aus harus diganti tepat waktu. Alat pengaman tekanan oli akan mati secara otomatis saat kekurangan oli, melindungi kompresor dari kerusakan. Kompresor tertutup penuh (termasuk rotor dan kompresor gulir) dan kompresor berpendingin udara tanpa kaca mata oli dan perangkat pengaman tekanan oli tidak memiliki gejala yang jelas saat kekurangan oli, dan tidak mati. Kompresor mungkin aus dan rusak secara tidak sengaja. Kebisingan kompresor, getaran, atau arus berlebih mungkin terkait dengan kekurangan oli. Penilaian yang akurat dari kondisi pengoperasian kompresor dan sistem sangat penting. Temperatur sekitar yang rendah dapat menyebabkan beberapa perangkat pengaman tekanan oli tidak berfungsi dan menyebabkan keausan kompresor.
Keausan yang disebabkan oleh kekurangan oli kompresor umumnya relatif seragam. Jika ada sedikit atau tidak ada minyak pelumas, gesekan yang parah akan terjadi pada permukaan bantalan, dan suhu akan naik dengan cepat dalam beberapa detik. Jika tenaga motor cukup besar, poros engkol akan terus berputar, dan permukaan poros engkol serta bantalan akan aus atau tergores. Jika tidak, poros engkol akan terkunci oleh bantalan dan berhenti berputar. Gerakan bolak-balik piston di dalam silinder adalah sama. Kekurangan oli dapat menyebabkan keausan atau goresan, dan dalam kasus yang parah, piston dapat tersangkut di dalam silinder dan tidak dapat bergerak.
2. Pelumasan yang tidak memadai
Penyebab langsung keausan adalah pelumasan yang tidak memadai. Kurangnya oli pasti dapat menyebabkan pelumasan yang tidak mencukupi, tetapi pelumasan yang tidak mencukupi belum tentu disebabkan oleh kekurangan oli. Pelumasan yang tidak memadai juga dapat disebabkan oleh tiga alasan: ketidakmampuan minyak pelumas untuk mencapai permukaan bantalan; Meskipun oli pelumas telah mencapai permukaan bantalan, viskositasnya terlalu kecil untuk membentuk lapisan oli dengan ketebalan yang cukup; Meskipun minyak pelumas telah mencapai permukaan bantalan, ia telah terurai karena terlalu panas dan tidak dapat berfungsi sebagai pelumas.
Penyumbatan layar hisap oli atau pipa suplai oli, atau kegagalan pompa oli dapat memengaruhi pengiriman oli pelumas, dan oli pelumas tidak dapat mencapai permukaan gesekan yang jauh dari pompa oli. Layar hisap oli dan pompa oli normal, tetapi keausan bantalan dan jarak bebas yang berlebihan dapat menyebabkan kebocoran oli dan tekanan oli rendah, membuat permukaan gesekan yang jauh dari pompa oli tidak dapat diakses, menyebabkan keausan dan goresan.
Pengembalian cairan adalah masalah sistem yang umum, dan salah satu bahaya utama pengembalian cairan terletak pada pengenceran minyak pelumas. Setelah oli pelumas yang diencerkan mencapai permukaan gesekan, viskositasnya rendah dan tidak dapat membentuk lapisan oli pelindung dengan ketebalan yang cukup, yang dapat menyebabkan keausan seiring waktu. Ketika volume cairan kembali relatif besar, oli pelumas akan sangat tipis, tidak hanya tidak dapat memainkan peran pelumas, tetapi juga akan melarutkan dan mencuci film oli asli, menyebabkan pembilasan zat pendingin.
Karena berbagai alasan (termasuk tahap pengaktifan kompresor), suhu permukaan gesekan di mana tidak ada minyak pelumas yang diperoleh akan naik dengan cepat, dan minyak pelumas akan mulai membusuk setelah melebihi 175 derajat C. "Pelumasan yang tidak memadai - gesekan - permukaan tinggi suhu - dekomposisi oli" adalah lingkaran setan yang khas, dan banyak kecelakaan ganas, termasuk poros penahan batang penghubung dan silinder penjepit piston, terkait dengan lingkaran setan ini. Pelumasan yang tidak memadai dan kekurangan oli dapat dilihat pada kompresor yang dibongkar. Kurangnya oli umumnya memanifestasikan dirinya di area yang luas dengan kerusakan permukaan yang relatif seragam dan suhu tinggi, sementara kurangnya pelumasan lebih sering dimanifestasikan dalam keausan, goresan, dan suhu tinggi di lokasi tertentu, seperti permukaan bantalan yang jauh dari pompa oli.
Saat piston bergerak naik turun, beban pin piston diputar antara bagian atas dan bawah permukaan bantalan, yang memungkinkan oli pelumas menyikat pin piston secara merata dan memberikan pelumasan yang cukup. Jika pelat katup buang bengkok atau patah, atau kompresor beroperasi pada rasio tekanan tinggi untuk waktu yang lama, hal itu akan menyebabkan pelumasan yang tidak mencukupi dan keausan pada satu sisi pin piston, yang mengakibatkan peningkatan porositas. Jika pin piston memiliki celah goncangan, piston akan terlempar keluar di titik mati atas dan mengenai pelat katup dan pelat katup, menghasilkan suara ketukan. Karena itu, saat mengganti pelat katup, periksa keausan pin piston.
Kesimpulan dan rekomendasi
Kurangnya oli dapat menyebabkan kekurangan pelumasan yang serius. Akar penyebab kekurangan oli bukanlah jumlah dan kecepatan aliran oli kompresor, melainkan sistem pengembalian oli yang buruk. Memasang separator oli dapat mengembalikan oli dengan cepat dan memperpanjang waktu pengoperasian kompresor tanpa pengembalian oli. Desain evaporator dan return line harus memperhitungkan return oil. Langkah-langkah perawatan seperti menghindari start yang sering, pencairan bunga es secara teratur, mengisi ulang zat pendingin tepat waktu, dan mengganti komponen piston yang aus tepat waktu juga membantu mengembalikan oli.
Migrasi cairan dan zat pendingin yang kembali akan mengencerkan minyak pelumas, yang tidak kondusif untuk pembentukan lapisan minyak; Kegagalan pompa oli dan penyumbatan sirkuit oli dapat memengaruhi pasokan dan tekanan oli, yang menyebabkan kurangnya oli pada permukaan gesekan; Temperatur permukaan gesekan yang tinggi akan mendorong penguraian minyak pelumas, membuat minyak pelumas kehilangan kemampuan pelumasannya. Pelumasan yang tidak memadai yang disebabkan oleh ketiga masalah ini sering menyebabkan kerusakan kompresor. Akar penyebab kekurangan minyak terletak pada sistem. Oleh karena itu, hanya mengganti kompresor atau beberapa aksesori tidak dapat menyelesaikan masalah kekurangan oli secara fundamental.