冰箱压缩机“排油”现象分析.doc

冰箱压缩机“排油”现象分析姚辉军 张韦林 李江国 刘颖 方伟涛（加西贝拉压缩机有限公司，浙江嘉兴314006）摘要：冰箱压缩机运行时经常发生“排油”现象，即进入制冷循环管路的润滑油过多，导致冰箱制冷效果下降、耗电量增加、噪音上升等问题。本文针对冰箱压缩机的“排油”现象进行分析，提出通过改进供油系统和密封系统的设计结构，可以减少或避免冰箱压缩机的“排油”问题。关键词：冰箱压缩机 排油 油路 间隙 供油量 密封1、压缩机“排油”对冰箱系统的影响目前国内主要冰箱压缩机厂家都建于20世纪80年代末或90年代初，当时冰箱主要采用R12制冷剂。近年来，由于环保、节能技术的发展，R600a制冷剂成为R12的主要替代方案，压缩机的能效比（COP值）也逐步从1.0提升到近2.0，高效型R600a压缩机已成为市场主流产品。高效型R600a压缩机和R12压缩机相比在热力学、动力学等方面有很大的差异。在标准工况下，R12压缩机的排气压力12.7 bar，负载相对较重,为了保证长期运行的可靠性，R12压缩机普遍采用ISO-22、ISO-32等粘度较高的润滑油；而R600a压缩机的排气压力7.6bar，负载相对较轻，为减少摩擦损耗、提高效率，一般采用ISO-10 、ISO-7、 ISO-5等低粘度润滑油。冰箱在工作时必然会有部分润滑油进入制冷循环系统，即润滑油的循环量。由于R600a和润滑油有良好的相溶性，正常的油循环量不会影响制冷循环系统的正常工作。但是，过多的润滑油进入制冷循环系统，就会影响制冷循环系统的正常工作，出现制冷效果下降、耗电量增加、噪音上升等问题。为提高效率，高效型R600a压缩机采用低粘度润滑油、半直接或直接吸气方式，低粘度润滑油的渗透性强，不易密封，容易进入制冷循环系统。采用半直接或直接吸气方式，润滑油更容易被吸入到制冷循环系统。因此，设计和改进高效型R600a压缩机时，必须充分考虑输气系统的密封问题，保证制冷循环系统的油循环量正常。制冷循环系统的油循环量过多，主要是由压缩机引起的，业内称之为压缩机“排油”。如何判断压缩机是否“排油”，按一般的经验标准，压缩机连接制冷循环系统后，油循环量符合下表要求，超过这个量就可以认为压缩机存在“排油”问题。制冷量（W）100W100W200W200W油循环量ml/h81012 如果压缩机出现“排油”现象，过多的润滑油进入冰箱系统后，蒸发器传热表面被油膜包裹，蒸发能力弱化，制冷量降低。另外，润滑油粘度越低，越难溶解于制冷剂，不容易被制冷剂溶解带回压缩机，容易留在蒸发器内。具体在冰箱上的表现就是耗电量增加，制冷效果差（比如润滑室、冷藏温度不匹配），出现回气管结霜，严重的会导致毛细管油堵现象。2、压缩机“排油”现象的解决方案2-1 改进活塞销设计结构，减少通往活塞的润滑油量。图1-传统的活塞销供油结构图2-改进的活塞销供油结构图1是，压缩机运转时润滑油源源不断的通往活塞油槽中，可以确保活塞的润滑。一旦出现活塞或气缸孔圆度超标，缸孔密封效果下降的情况，润滑油就会进入气缸，从高压侧排出，容易出现“排油”现象。图2是新结构的活塞销，取消油路通孔，压缩机“排油”的概率大幅降低。2-2 改进气缸座的铸造工艺，避免疏松等问题产生。气缸孔变形是压缩机“排油”的主要因素之一。此类问题往往难以发现，气缸孔在检测时处于非受力状态，形位公差均符合要求。气缸盖拧紧后，由于气缸座铸件存在疏松等铸造缺陷，引起气缸孔变形。解决气缸孔变形问题，要改进气缸座的铸造工艺，提高铸件质量，比如改进浇口设计、加强型砂含水量的控制等。气缸孔直径越大，铸件质量对气缸孔变形的影响程度就越大，采用气缸孔泥芯铸造可以改善铸件局部质量。2-3 提高气缸孔、活塞的加工精度，减少配合间隙普通冰箱压缩机气缸孔和活塞的圆度要达到2m，配合间隙7.5-10m。 由于高效型R600a压缩机采用低粘度润滑油，应当适当提高气缸孔和活塞的加工精度，减小活塞与气缸孔的配合间隙，减少润滑油的排出量。从实际运用的情况看，采用低粘度润滑油后，气缸孔和活塞的圆度要调整到1.5m，配合间隙调整到6-8m。2-4 气缸孔、活塞的有效密封面长度活塞前端的密封面长度的设计对活塞与气缸孔之间的密封起到很大的作用，为了降低摩擦损耗，在设计时尽量做到密封和摩擦损耗之间的平衡，本来采用低粘度润滑油是为了减少机械损耗，为了减少排油量而去加长活塞前端密封面，又会增加机械损耗。因此在设计时必须要考虑两者之间的平衡。2-5 提高气缸面的密封效果压缩机运行时，润滑油主要通过密封面的间隙进入制冷循环系统。因此，提高气缸面的密封效果也能控制压缩机的排油量。图5-原气缸面加工痕迹图6-改进的气缸面加工痕迹气缸面加工质量是影响阀组密封效果的关键因素，通过气缸面加工痕迹可以简明地判断密封效果。图5是常见气缸面加工痕迹，密封效果不好；图6是气缸面加工痕迹呈网络状，密封效果较好。3、改进效果应用实例1改进活塞销结构样机含油量(ml/h)标准原活塞销改进活塞销1号103.62.8 2号107.12.6参考文献：川平睦羲封闭式制冷机 轻工出版社