壓縮機工作原理及常見故障分析

1、1/372022-7-5壓縮機工作原理及常見故障分析品質(zhì)管理課品質(zhì)管理課馮義康馮義康2/372022-7-5制冷壓縮機蒸氣壓縮式制冷裝置中的關(guān)鍵核心設(shè)備，對系統(tǒng)的運行性能、噪聲、振動、使用壽命和節(jié)能有著決定性的作用。壓縮機在系統(tǒng)中的作用：壓縮機在系統(tǒng)中的作用：抽吸來自蒸發(fā)器的制冷蒸汽，并提高其壓力和溫度，然后排向冷凝器。3/372022-7-5制冷壓縮機的分類4/372022-7-5制冷壓縮機的應(yīng)用范圍5/372022-7-5渦旋壓縮機發(fā)展歷史1905年法國人Leon Creux 提出渦旋機械的工作原理。70年代，高精度數(shù)控銑床的涌現(xiàn)和世界能源危機的加劇，促進了渦旋壓縮機的發(fā)展。80年代,渦旋

2、壓縮機首先在空調(diào)壓縮機技術(shù)領(lǐng)域取得商業(yè)應(yīng)用。（1983年，日立推出柜式空調(diào)用全封閉渦旋壓縮機；1987年，谷輪開始生產(chǎn)空調(diào)壓縮機）90年代,渦旋壓縮機的系列化產(chǎn)品相繼問世。6/372022-7-5一、壓縮機渦旋壓縮機內(nèi)部供油外部供油 示意圖示意圖7/372022-7-58/372022-7-589/372022-7-5組成：動、靜渦盤，十字滑環(huán)，曲軸，支架，機殼等組成：動、靜渦盤，十字滑環(huán)，曲軸，支架，機殼等 渦盤安裝在機殼上部；渦盤安裝在機殼上部；靜渦盤、電動機定子：安裝在機殼內(nèi)壁上；靜渦盤、電動機定子：安裝在機殼內(nèi)壁上；十字滑環(huán)：上下兩面設(shè)置相互垂直兩對凸鍵的圓環(huán)，十字滑環(huán)：上下兩面設(shè)置相

3、互垂直兩對凸鍵的圓環(huán)，上面凸鍵裝在動渦盤背面的鍵槽內(nèi)，下面凸鍵裝上面凸鍵裝在動渦盤背面的鍵槽內(nèi)，下面凸鍵裝在支架鍵槽內(nèi)；在支架鍵槽內(nèi)； 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)不不對對稱稱渦渦旋旋盤盤回油管回油管副副軸軸承承結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)10/372022-7-5 壓縮原理連續(xù)不斷的吸、排氣；連續(xù)不斷的吸、排氣；渦盤左右兩側(cè)同時進行壓縮；渦盤左右兩側(cè)同時進行壓縮；11/372022-7-5渦旋壓縮機工作原理低壓腔低壓腔 中壓腔中壓腔 高壓腔高壓腔 中央排氣口中央排氣口12/372022-7-5渦旋壓縮機解剖實例13/372022-7-5渦旋壓縮機解剖實例14/372022-7-5吸氣管動定渦旋盤形成的壓縮腔壓縮排出到外殼形成的腔體

4、經(jīng)過油分離器油分離后進入電機室冷卻電機后從排氣管排出1、氣體直接進入壓縮腔壓縮，避免形成高壓與低壓的二個腔體，減少壓縮機的零件；2、直接吸氣減少氣體的過熱度，提高壓縮機容積效率，提升壓縮機的性能；3、排氣腔體較大，能夠有效緩沖排氣，降低排氣脈動，減小噪音與振動。4、直接吸氣不存在液體制冷劑對潤滑油膜的破壞作用，也使壓縮機工作可靠性提高。說明：渦旋壓縮機內(nèi)部的氣體流路15/372022-7-5處于高壓（Pd）油池的油進入主軸承在壓差（Pd-Pb）作用經(jīng)曲軸油孔到上軸承進入壓力為Pb的背壓腔通過中壓孔進入壓縮腔1、 油路簡單，與壓縮機運行的轉(zhuǎn)速無關(guān)，只要壓縮機開始工作，形成排氣壓力與中間壓力，建立

5、壓差（Pd-Pb）后，在壓差的作用下就可以穩(wěn)定可靠的供油潤滑，能夠切實解決壓縮機變頻運轉(zhuǎn)的潤滑。2、壓差供油，使壓縮機運動部件潤滑更加可靠，更好的冷卻、液體阻塞作用，從而使壓縮機工作可靠性更高、效率更高。說明：在壓差（Pd-Pb）作用經(jīng)曲軸油孔到下軸承隨排氣排出壓縮腔經(jīng)油分離器油分離渦旋壓縮機內(nèi)部的油路16/372022-7-5渦旋壓縮機的優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕。（與活塞壓縮機比：零件減少90%、體積減小40%、重量減輕15%）無吸排氣閥。減少了易損件,降低吸排氣阻力損失,降低噪音與振動,易于實現(xiàn)變轉(zhuǎn)速無余隙容積。容積效率提高不直接接觸，采用油膜密封。摩擦損失小，機械效率高多壓縮室同時工

6、作，工作連續(xù)，壓縮力矩變化平穩(wěn)17/372022-7-5渦旋壓縮機的優(yōu)點效率高與其他結(jié)構(gòu)壓縮機相比，渦旋式壓縮機無余隙容積，所以容積效率高。高精密機加工設(shè)備，保證渦旋加工精度，泄漏小。18/372022-7-5渦旋壓縮機的優(yōu)點振動小、噪音低渦旋壓縮機，動盤旋轉(zhuǎn)一周時，吸氣、壓縮、排氣過程是連續(xù)進行的，而且,各級壓力腔對稱分布,回轉(zhuǎn)速度低,因此，其旋轉(zhuǎn)一周時的壓縮轉(zhuǎn)矩變化很?。ㄗ髨D表示：往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)及渦旋式壓縮機的轉(zhuǎn)矩變化）渦旋壓縮機與其他壓縮機相比較之下，轉(zhuǎn)矩變化幅度僅有1/10，非常小，所以其運行時振動、噪音均很小。19/372022-7-5渦旋壓縮機的優(yōu)點可靠性高和其他壓縮機相比，渦旋壓縮

7、機是連續(xù)吸氣、壓縮、排氣循環(huán)工作過程，因此，不需吸、排氣閥，從而無閥故障（壓縮不良），而具有更高的可靠性。20/372022-7-5渦旋壓縮機的缺點精度要求高，形位公差都在微米級無排氣閥，變工況性能欠佳工作腔不易實施外部冷卻，壓縮過程的熱量難排出，因此只能夠壓縮絕熱指數(shù)小的氣體或者內(nèi)冷卻大排量渦旋壓縮機難實現(xiàn)。受齒高限制，排量大直徑大，不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量增大，機器不緊湊且重量增加。21/372022-7-5高壓腔與低壓腔渦旋壓縮機的比較高壓腔與低壓腔渦旋壓縮機的劃分，主要是對全封閉渦旋壓縮機中，電機所處在的工作環(huán)境壓力進行區(qū)分。電機處于排氣側(cè)（殼體內(nèi)為排氣壓力），稱為高壓腔壓縮機（一般以HITAC

8、HI為代表)；電機處于吸氣側(cè)（殼體內(nèi)為吸氣壓力） ，稱為低壓腔壓縮機（一般以COPELAND為代表）。兩種結(jié)構(gòu)的渦旋壓縮機，與其結(jié)構(gòu)對應(yīng)具有相應(yīng)的特點，且各具優(yōu)缺點。22/372022-7-5低壓腔渦旋壓縮機的結(jié)構(gòu)排氣口吸氣口定盤動盤機架曲軸電機（定、轉(zhuǎn)子）殼體防自轉(zhuǎn)滑環(huán)主軸承離心供油殼體內(nèi)高低壓分隔板23/372022-7-5高壓腔與低壓腔渦旋壓縮機的特點比較高壓腔結(jié)構(gòu)高壓腔結(jié)構(gòu)低壓腔結(jié)構(gòu)低壓腔結(jié)構(gòu)優(yōu)優(yōu)點點l具有較大的排氣緩沖容積, 振動小, 輸氣均勻l吸氣預(yù)熱小容積效率高(直接吸氣)l潤滑得到可靠保證(可以采用壓力供油潤滑)l壓縮機中可以有較多的潤滑油起良好的潤滑冷卻及液體阻塞作用l直接吸

9、氣不存在液體制冷劑對潤滑油膜的破壞作用l承受軸向氣體力的能力較好l吸氣段具有較大的緩沖容積l電機的工作環(huán)境較好(低溫低壓)l殼體大部分低壓,氣密性及受力較好l抗液擊的能力較強，對進入管道中的異物雜質(zhì)抵抗能力較強24/372022-7-5高壓腔與低壓腔渦旋壓縮機的特點比較高壓腔結(jié)構(gòu)高壓腔結(jié)構(gòu)低壓腔結(jié)構(gòu)低壓腔結(jié)構(gòu)缺缺點點l較小的吸氣緩沖容積,吸氣消音效果較差l抗液擊的能力較差l高壓殼體對氣密性及強度要求較高l電機工作環(huán)境惡劣，直接吸氣容易因雜質(zhì)異物損壞壓縮機l較強的吸氣預(yù)熱造成容積效 率下降l較小的排氣緩沖容積,噪音振動較大l壓縮機中油量必須嚴(yán)格控制,潤滑密封效果較差l液體制冷劑有可能破壞潤滑油膜

10、,造成軸承潤滑惡化l殼體內(nèi)高低壓腔的存在，增加了密封的難度25/372022-7-5壓縮機壓縮機轉(zhuǎn)子式轉(zhuǎn)子式26/372022-7-5內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子平衡塊轉(zhuǎn)子平衡塊曲軸曲軸上缸蓋上缸蓋汽缸汽缸活塞活塞下缸蓋下缸蓋葉片葉片27/372022-7-528/372022-7-5需要很少的運動部件。需要很少的運動部件。流動損失和從高溫到低溫的傳熱量都得到了最小化。流動損失和從高溫到低溫的傳熱量都得到了最小化。噪聲和振動低噪聲和振動低很高的產(chǎn)品可靠性很高的產(chǎn)品可靠性零件數(shù)量少，重量輕零件數(shù)量少，重量輕 渦旋壓機特點渦旋壓機特點零部件少，結(jié)構(gòu)簡單。零部件少，結(jié)構(gòu)簡單。易損零件少，運行可靠。易

11、損零件少，運行可靠。沒有吸氣閥片，余隙容積小，輸氣系數(shù)較高。沒有吸氣閥片，余隙容積小，輸氣系數(shù)較高。在相同的冷量情況下，壓縮機體積小、重量輕運轉(zhuǎn)平衡。在相同的冷量情況下，壓縮機體積小、重量輕運轉(zhuǎn)平衡。加工精度要求較高。加工精度要求較高。密封線較長，密封性能較差，泄漏損失較大。密封線較長，密封性能較差，泄漏損失較大。 轉(zhuǎn)子壓機特點轉(zhuǎn)子壓機特點29/372022-7-5壓縮機壓縮機擺動式壓縮機擺動式壓縮機 僅用于僅用于RAS-80HRNM1QIVXmini現(xiàn)已現(xiàn)已將此壓機更換將此壓機更換30/372022-7-5壓縮機常見故障分析及對策壓縮機常見故障分析及對策31/372022-7-5 水分、雜質(zhì)

12、超標(biāo)損壞水分、雜質(zhì)超標(biāo)損壞 缺油或缺油或潤滑不足損壞潤滑不足損壞 電機損壞電機損壞 制造不良制造不良壓縮機運行中常見的故障：壓縮機運行中常見的故障：32/372022-7-5水分超標(biāo)損壞：水分超標(biāo)損壞：解剖表現(xiàn)：解剖表現(xiàn)：機構(gòu)表面輕則鍍銅，重則生銹。（渦盤間隙和滾機構(gòu)表面輕則鍍銅，重則生銹。（渦盤間隙和滾動活塞與缸蓋、氣缸內(nèi)壁間隙約動活塞與缸蓋、氣缸內(nèi)壁間隙約1020um，生銹、鍍銅導(dǎo)致，生銹、鍍銅導(dǎo)致間隙減小，摩擦增大。）間隙減小，摩擦增大。）產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：系統(tǒng)真空度不夠或冷媒水分含量超標(biāo)。系統(tǒng)真空度不夠或冷媒水分含量超標(biāo)。對策：對策：注意系統(tǒng)密閉性，抽空符合要求，使用合格冷媒。注意系

13、統(tǒng)密閉性，抽空符合要求，使用合格冷媒。33/372022-7-5雜質(zhì)超標(biāo)損壞：雜質(zhì)超標(biāo)損壞： 解剖表現(xiàn)：解剖表現(xiàn)： 渦旋盤表渦旋盤表面不規(guī)則磨耗跡象。面不規(guī)則磨耗跡象。產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：系統(tǒng)安裝過系統(tǒng)安裝過程產(chǎn)生氧化皮或系統(tǒng)管程產(chǎn)生氧化皮或系統(tǒng)管路灰塵污垢較多，系統(tǒng)路灰塵污垢較多，系統(tǒng)回油不足或潤滑不足發(fā)回油不足或潤滑不足發(fā)生異常磨耗。生異常磨耗。對策：對策：注意系統(tǒng)清潔，注意系統(tǒng)清潔，確認吸氣、回油過濾器確認吸氣、回油過濾器的清潔及油量、油質(zhì)合的清潔及油量、油質(zhì)合適。適。34/372022-7-5缺油或潤滑不足損壞：缺油或潤滑不足損壞： 缺油和潤滑不足屬于不同概念，缺油是指壓縮機油量少于標(biāo)

14、稱油量缺油和潤滑不足屬于不同概念，缺油是指壓縮機油量少于標(biāo)稱油量的三分之一，壓縮機機構(gòu)部、渦旋盤表面無油，相對干燥；而潤滑不足是的三分之一，壓縮機機構(gòu)部、渦旋盤表面無油，相對干燥；而潤滑不足是指壓縮機內(nèi)部油量較多，但油粘度較低，不足以在摩擦表面形成有效油膜。指壓縮機內(nèi)部油量較多，但油粘度較低，不足以在摩擦表面形成有效油膜。 解剖表現(xiàn)：解剖表現(xiàn)： 機構(gòu)部件表面發(fā)干，異常磨損（缺油）；機構(gòu)表面油量合適但異機構(gòu)部件表面發(fā)干，異常磨損（缺油）；機構(gòu)表面油量合適但異常磨損。常磨損。產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：系統(tǒng)回油不足或壓縮機高溫導(dǎo)致油粘度低下或冷媒量過多導(dǎo)致油粘系統(tǒng)回油不足或壓縮機高溫導(dǎo)致油粘度低下或冷媒量

15、過多導(dǎo)致油粘度低下。度低下。對策：對策：注意系統(tǒng)清潔，確認是否設(shè)置回油彎，確認吸氣、回油過濾器的清潔及注意系統(tǒng)清潔，確認是否設(shè)置回油彎，確認吸氣、回油過濾器的清潔及油量、油質(zhì)合適，確保冷凍機油和冷媒的質(zhì)量比符合要求，嚴(yán)禁冷媒過充！油量、油質(zhì)合適，確保冷凍機油和冷媒的質(zhì)量比符合要求，嚴(yán)禁冷媒過充！35/372022-7-5電機損壞：電機損壞：解剖表現(xiàn)：解剖表現(xiàn)：線圈短路燒毀，或白欄槽熔化，或過熱燒毀。線圈短路燒毀，或白欄槽熔化，或過熱燒毀。產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：系統(tǒng)雜質(zhì)超標(biāo)將線圈劃傷導(dǎo)致短路（多發(fā)生于表系統(tǒng)雜質(zhì)超標(biāo)將線圈劃傷導(dǎo)致短路（多發(fā)生于表面），或線圈制造過程中漆傷導(dǎo)致短路（多發(fā)生于非表面），面），或線圈制造過程中漆傷導(dǎo)致短路（多發(fā)生于非表面），或過負荷使用導(dǎo)致線圈過快老化燒毀。或過負荷使用導(dǎo)致線圈過快老化燒毀。對策：對策：注意系統(tǒng)的潔凈度，壓縮機廠家生產(chǎn)過程精細化，安注意系統(tǒng)的潔凈度，壓縮機