壓縮機(jī)液擊故障分(fēn)析

1、引言
液态制(zhì)冷(lěng)劑和(hé)潤滑油随氣體(tǐ)吸入壓縮機(jī)氣缸時(shí)損壞吸氣閥片的(de)現(xiàn)象，以及進入氣缸後沒有(yǒu)在排氣過程迅速排↕出，在活塞接近(jìn)上(shàng)止點時(shí)被壓縮而産生(shēng)的(de)瞬間(jiān)高(↔gāo)液壓的(de)現(xiàn)象通(tōng)常被稱為(wèi)液擊。
液擊可(kě)以在很(hěn)短(duǎn)時(shí)間(jiān)內(nèi)造成壓縮受力件(jiàn)（如(rú)閥片、活塞、連杆、曲軸、活塞銷等）的(de)損壞，∏是(shì)往複式壓縮機(jī)的(de)殺手。減少(shǎo)或避免液體(tǐ)進入氣缸就(jiù)可(kě)以防止液擊的(de)發生(shēng)，因此液擊是(shì)*可(kě)以✘避免的(de)。
通(tōng)常，液擊現(xiàn)象可(kě)分(fēn)為(wèi)兩上(shàng)部分(fēn)或過程。首先，當較多(duō)液态制(zh→ì)冷(lěng)劑、潤滑油或者兩者的(de)混合物(wù)随吸氣以較高(gāo)速度進入壓縮機(jī)氣缸時(shí)，由于液體(tǐ)的(de)沖擊和(hé)不(b ù)可(kě)壓縮，會(huì)引起吸氣間(jiān)片過度彎曲或斷裂；其次，氣缸中未及時(shí)蒸發和(hé)排出的(de)液體(tǐ )受到(dào)活塞壓縮時(shí)，瞬間(jiān)內(nèi)出現(xiàn)的(de)巨大(dà)壓力并造成受力件(jiàn)的(de)變形和(hé)損壞。這(zhè)些(xiē)受力件(j∞iàn)包括吸排氣閥片、閥闆、閥闆墊、活塞（頂部）、活塞銷、連杆、曲刷、軸瓦等。
　2、過程與現(xiàn)象
　　（1）吸氣閥片斷裂
壓縮機(jī)是(shì)壓縮氣體(tǐ)的(de)機(jī)器(qì)。通(tōng)常，活塞每分(fēn)鐘(zhōng)壓縮氣體(tǐ)1450次（半封壓®縮機(jī)）或2900次（全封壓縮機(jī)），即完成一(yī)次吸氣或排氣過程的(de)時(shí)間(jiān)為(wèi)0.02秒(miǎo)甚至更短(duǎn)。
閥闆上(shàng)的(de)吸排氣孔徑的(de)大(dà)小(xiǎo)以及吸排氣閥片的(de)彈性與強度均是(shì)按照(z hào)氣體(tǐ)流動而設計(jì)的(de)。從(cóng)閥片受力角度講，氣體(tǐ)流動時(shí)産生(shēng)的(de)沖擊力是(shì)€比較均勻的(de)。
（2）連杆斷裂
壓縮行(xíng)程的(de)時(shí)間(jiān)約0.02秒(miǎo)，而排氣過程會(huì)更短(duǎn)暫。氣缸中的(de)液滴或液體(tǐ)必須在如(rú)此短(duǎn)的(de←)時(shí)間(jiān)內(nèi)從(cóng)排氣孔排出，速度和(hé)動量是(shì)很(hěn)大(dà)的(de)。排氣閥片的(de)情況與吸氣閥片相(xiàng)同，不(bù‍)同之處在于排氣閥片有(yǒu)限位闆和(hé)彈簧支撐，不(bù)容易折斷。沖擊嚴重時(shí)，限位闆也(yě)會(huì)變形翹起。
如(rú)果液體(tǐ)沒有(yǒu)及時(shí)蒸發和(hé)排出氣缸，活塞接近(jìn)上(shàng)止點時(shí)會(huì)壓縮液體Ω(tǐ)，由于時(shí)間(jiān)很(hěn)短(duǎn)，這(zhè)一(yī)壓縮液體(tǐ)的(de)過程好(hǎo)像是(shì)撞擊，缸蓋中也(yě)會(huì)傳出金(jī≥n)屬敲擊聲。壓縮液體(tǐ)是(shì)液擊現(xiàn)象的(de)另一(yī)部分(fēn)或過程。
被擊瞬間(jiān)産生(shēng)的(de)高(gāo)壓具有(yǒu)很(hěn)大(dà)的(de)破壞性，除人(rén)γ們熟悉的(de)連杆彎曲甚至斷裂外(wài)，其他(tā)壓縮受力件(jiàn)（閥闆、閥闆墊、曲軸、活塞、活塞銷等）也(yě)會(huì )有(yǒu)變形或損壞，但(dàn)往往被忽視(shì)，或者與排氣壓力過高(gāo)混為(wèi)一(yī)談，檢修壓縮機(jī)時(shí)，人(rén)們會≈(huì)容易發現(xiàn)彎曲或斷裂的(de)連杆，并給予替換，而忘記檢查其它零件(jiàn)是(shì)否有(yǒu)變形或損壞。從(cóng)而為(wèi★)以後的(de)故障埋下(xià)禍根。
液擊造成的(de)連杆斷裂不(bù)同于抱軸和(hé)活塞咬缸，是(shì)可(kě)以分(fēn)辨出來(lái)的(de)。首先液擊&造成連杆彎曲或斷裂是(shì)在短(duǎn)時(shí)間(jiān)內(nèi)發生(shēng)的(de)，連杆兩端活塞和(hé)曲軸運動自(zì)如α(rú)，一(yī)般不(bù)會(huì)有(yǒu)嚴重磨損引起的(de)抱抽或活塞咬缸。盡管吸氣閥折斷後，閥片碎屑偶爾也(yě)會(huì)引起活塞和(hé)氣缸面嚴重劃傷，但(dàn)表面$劃傷與潤滑失效引起磨損不(bù)同。
其次，液擊引起的(de)連杆斷裂是(shì)由壓力造成的(de)，它的(de)斷裂有(yǒu)擠壓特征。盡管活塞咬缸後的(de)連杆斷裂也(yě)有(yǒu¥)擠壓可(kě)能(néng)，但(dàn)前提是(shì)活塞必須卡死在氣缸。抱軸後的(de)連杆折斷就(jiù)更不(bù)同了(→le)，連杆大(dà)頭和(hé)曲軸有(yǒu)嚴重磨損，造成折斷的(de)力屬于剪切力，斷裂也(yě)不(bù) 一(yī)樣。
zui後，抱軸和(hé)咬缸前，電(diàn)機(jī)會(huì)超負荷運轉，電(diàn)機(jī)發熱(rè)嚴重，熱(rè)保護器(qì)會(huì)δ動作(zuò)。


3、原因分(fēn)析
顯然，能(néng)引起壓縮機(jī)液擊的(de)液體(tǐ)不(bù)外(wài)乎如(rú)下(xià)幾種來(lái)源：
1）回液，即從(cóng)蒸發器(qì)中流回壓縮機(jī)的(de)液态制(zhì)冷(lěng)劑或潤滑油；
2）帶液啓動時(shí)的(de)泡沫；
3）壓縮機(jī)內(nèi)的(de)潤滑油太多(duō)。本文(wén)将對(duì)這(zhè)幾種原因逐一(yī)分(fēn)>析。
（1）回液
通(tōng)常，回液是(shì)指壓縮機(jī)運行(xíng)時(shí)蒸發器(qì)中的(de)液态制(zhì)冷(lěng)劑通(tōng)過吸氣管路(lù)→回到(dào)壓縮機(jī)的(de)現(xiàn)象或過程。
對(duì)于使用(yòng)膨脹閥的(de)制(zhì)冷(lěng)系統，回液與膨脹閥選型和(hé)使用(yòng)不(bù)當密切相(xiàng)關。膨脹閥選型過大(dà)、過熱(r™è)度設定太小(xiǎo)、感溫包安裝方法不(bù)正确或絕熱(rè)包紮破損、膨脹閥失靈都(dōu)可(kě)能(néng)造成回液。對(duì)于使用(yòng)毛細管的(de∏)小(xiǎo)制(zhì)冷(lěng)系統而言，加液量過大(dà)會(huì)引起回液。
利用(yòng)熱(rè)氣融霜的(de)系統容易發生(shēng)回液。無論采用(yòng)四通(tōng)閥進行(xíng)熱(rè)泵運行(xíng)，還(hái)是(↕shì)采用(yòng)熱(rè)氣旁通(tōng)閥的(de)制(zhì)冷(lěng)運行(xíng)，熱(rè)氣融霜後會(±huì)在蒸發器(qì)內(nèi)形成大(dà)量液體(tǐ)，這(zhè)些(xiē)液體(tǐ)在随後的(de)制(zhì)冷(lěng)運行(xíng)開(kāi)始時(shí)既♣有(yǒu)可(kě)能(néng)回到(dào)壓縮機(jī)。
此外(wài)，蒸發器(qì)結霜嚴重或風(fēng)扇故障時(shí)傳熱(rè)變差，未蒸發的(de)液體(tǐ)會(huì)引起回液。冷(★lěng)庫溫度頻(pín)繁波動也(yě)會(huì)引起膨脹閥反應失靈而引起回液。
回液引起的(de)液擊事(shì)故大(dà)多(duō)發生(shēng)在空(kōng)氣冷(lěng)卻型（簡稱風(fēng)冷(lěng)或空(kō★ng)冷(lěng)）半封閉壓縮機(jī)和(hé)單機(jī)雙級壓縮機(jī)中，因為(wèi)這(zhè)些(xiē)壓縮機(jī)的(de)氣缸與回氣管是(shì)直接"相(xiàng)通(tōng)的(de)，一(yī)旦回液，就(jiù)很(hěn)容易引發液擊事(shì)故。即使沒有(yǒu)引起液擊，回液進人(rén)氣缸将稀釋或沖刷掉活塞及氣缸壁上(πshàng)的(de)潤滑油，加劇(jù)活塞磨損。
對(duì)于回氣（制(zhì)冷(lěng)劑蒸氣）冷(lěng)卻型半封閉和(hé)全封閉壓縮機(jī)，回液很(hěn)少(shǎo)引起液擊。但(dàn)會(huì)稀π釋曲軸箱內(nèi)的(de)潤滑油。含有(yǒu)大(dà)量液态制(zhì)冷(lěng)劑的(de)潤滑油粘度低(£dī)，在摩擦面不(bù)能(néng)形成足夠的(de)油膜，導緻運動件(jiàn)的(de)快(kuài)速磨損。
另外(wài)，潤滑油中的(de)制(zhì)冷(lěng)劑在輸送過程中遇熱(rè)會(huì)沸騰♥，影(yǐng)響潤滑油的(de)正常輸送。而距離(lí)油泵越遠(yuǎn)，問(wèn)題就(jiù)越明(míng)顯越嚴重。如(rú)果電(dià&n)機(jī)端的(de)軸承發生(shēng)嚴重的(de)磨損。曲軸可(kě)能(néng)向一(yī)側沉降，容易導緻定子↕(zǐ)掃膛及電(diàn)機(jī)燒毀。
顯然，回液在不(bù)僅會(huì)引起液擊，還(hái)會(huì)稀釋潤滑油造成磨損。磨損時(shí)電(diàn)機(jī)的(de)負荷和(hé)電(diàn) 流會(huì)大(dà)大(dà)增加，久而久之将引起電(diàn)機(jī)故障。
對(duì)于回液較難避免的(de)制(zhì)冷(lěng)系統，安裝氣液分(fēn)離(lí)器(≥qì)和(hé)采用(yòng)抽空(kōng)停機(jī)控制(zhì)可(kě)以有(yǒu)效阻止或降低(dī)回液的(de)危害。
　（2）帶液啓動
回氣冷(lěng)卻型壓縮機(jī)在啓動時(shí)，曲軸箱內(nèi)的(de)潤滑油劇(jù)烈起泡的(de)現(xià€n)象叫帶液啓動。帶液啓動時(shí)的(de)起泡現(xiàn)象可(kě)以在油視(shì)鏡上(shàng)清楚地(dì)觀察到(dào)。
帶液啓動的(de)根本原因是(shì)潤滑油中溶解的(de)以及沉在潤滑油下(xià)面大(dà)量的(de)制(zhì)冷(lěng)劑，在壓力突然降低(dī)時(shí)×突然沸騰，并引起潤滑油的(de)起泡現(xiàn)象。這(zhè)種現(xiàn)象很(hěn)像日(rì)常&生(shēng)活中人(rén)們突然打開(kāi)可(kě)樂(yuè)瓶時(shí)的(de)可(kě)樂(yuè)起泡現(xiàn)象。起泡持續的(de)時(shí)間(jiā÷n)長(cháng)短(duǎn)與制(zhì)冷(lěng)劑的(de)量有(yǒu)關，通(tōng)常為♠(wèi)幾分(fēn)鐘(zhōng)或十幾分(fēn)鐘(zhōng)。
大(dà)量泡沫漂浮在油面上(shàng)，甚至充滿了(le)曲軸箱。一(yī)旦通(tōng)過進氣道(dào)吸人(rén)氣缸，泡沫會(huì)還(hái)原成液₽體(tǐ)（潤滑油與制(zhì)冷(lěng)劑的(de)混合物(wù)），很(hěn)容易引起液擊。顯然，帶液啓動引起的(de)液擊隻發生£(shēng)在啓動過程。
與回液不(bù)同，引起帶液啓動的(de)制(zhì)冷(lěng)劑是(shì)以“制(zhì)冷(lěng)劑遷移&rd‍quo;的(de)方式進人(rén)曲軸箱的(de)。
制(zhì)冷(lěng)劑遷移是(shì)指壓縮機(jī)停止運行(xíng)時(shí)，蒸發器(qì)中的(de)制(zhì)冷(lěng)劑以氣體(tǐ)形€式，通(tōng)過回氣管路(lù)進入壓縮機(jī)并被潤滑軸吸收，或在壓縮機(jī)內(nèi)冷(lěng)凝後與潤滑油混合的(de)過程或現(xiàn)象。
壓縮機(jī)停機(jī)後，溫度會(huì)降低(dī)，而壓力會(huì)升高(gāo)。由于潤滑油中的(de)制(zhì)冷(lěng)劑蒸氣分(fēn)壓低(dī)，就(jiù)會↔(huì)吸收油面上(shàng)的(de)制(zhì)冷(lěng)劑蒸氣，造成曲軸箱氣壓低(dī)于蒸發器(qì)氣壓的(÷de)現(xiàn)象。油溫愈低(dī)，蒸氣壓力越低(dī)，對(duì)制(zhì)冷(lěng)劑蒸氣的(de)吸‌收力就(jiù)愈大(dà)。蒸發器(qì)中的(de)蒸氣就(jiù)會(huì)慢(màn)慢(m✔àn)向曲軸箱“遷移”。
此外(wài)，如(rú)果壓縮機(jī)在室外(wài)，天氣寒冷(lěng)時(shí)或在夜晚，其溫度往往比室內(nèi)的(de)蒸發器(qì)低σ(dī)，曲軸箱內(nèi)的(de)壓力也(yě)較低(dī)，制(zhì)冷(lěng)劑遷移到(dào)壓縮機(jī)也(yě)容易被冷(lěng™)凝而進人(rén)潤滑油。
制(zhì)冷(lěng)劑遷移是(shì)一(yī)個(gè)很(hěn)緩慢(màn)的(de)過程δ。壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)間(jiān)越長(cháng)，遷移到(dào)潤滑油中的(de)制(zhì)冷(↓lěng)劑就(jiù)會(huì)越多(duō)。隻要(yào)蒸發器(qì)中存在液态制(zhì)冷(lěng)劑≈，這(zhè)一(yī)過程就(jiù)會(huì)進行(xíng)。油于溶解了(le)制(zhì)冷(lěng)劑的(de)潤滑油較重，它會"(huì)沉在曲軸箱的(de)底部，而浮在上(shàng)面的(de)潤滑油還(hái)可(kě)以吸收更多(duō)的(de)制(zhì)冷(lěng)劑。
除容易引起液擊外(wài)，制(zhì)冷(lěng)劑遷移還(hái)會(huì)稀釋潤滑油。很(hěn)稀的(de)潤滑油被油泵送到(dào)各摩擦面後，可(kě)能(néng)沖涮掉原有(yǒ∑u)油膜，引起嚴重磨損（這(zhè)種現(xiàn)象稱為(wèi)制(zhì)冷(lěng)劑沖刷）。過渡磨損會(huì)使φ配合間(jiān)隙變大(dà)，引起漏油，從(cóng)而影(yǐng)響較遠(yuǎn)部位的(de)潤滑，嚴重時(shí)會(huì)引起油壓保護↔器(qì)動作(zuò)。
由于結構原因，空(kōng)冷(lěng)壓縮機(jī)啓動時(shí)曲軸箱壓力的(de)降低(dī)會(huì)緩慢(màn)得(de)多×(duō)，起泡現(xiàn)象不(bù)很(hěn)劇(jù)烈，泡沫也(yě)很(hěn)難進入氣缸，因此空(kōng)冷(lěng)壓縮機(jī)不(bù)存在帶液啓動撞擊問(wèn)題。×
理(lǐ)論上(shàng)講，壓縮機(jī)安裝曲軸箱加熱(rè)器(qì)（電(diàn)熱(rè)器'(qì)）可(kě)以有(yǒu)效防止制(zhì)冷(lěng)劑遷移。短(duǎn)時(shí)間(jiān)停機↑(jī)（比如(rú)在夜間(jiān)）後，維持曲軸箱加熱(rè)器(qì)通(tōng)電(diàn)，可(kě)以使潤滑油溫度略高(gāo)于系統其它部位，制(zhì)冷(≥lěng)劑遷移不(bù)會(huì)發生(shēng)。
長(cháng)時(shí)間(jiān)停機(jī)不(bù)用(yòng)（比如(rú)一(yī)個(gè)冬天）後，β開(kāi)機(jī)前先加熱(rè)潤滑油幾個(gè)或十幾個(gè)小(xiǎo)時(shí)，可(k✔ě)以蒸發掉潤滑油中的(de)大(dà)部分(fēn)制(zhì)冷(lěng)劑，即可(kě)以大(dà)大(dà)減小(xiǎo)帶液啓動時(shí)液擊的(de)可(kě)能(né‍ng)性，也(yě)可(kě)以降低(dī)制(zhì)冷(lěng)劑沖刷造成的(de)危害。
但(dàn)實際應用(yòng)中，停機(jī)後維持加熱(rè)器(qì)供電(diàn)或者開(kāi)機(jī)*幾小(xiǎo)時(shí)先給加熱(rè)器(qì)供電(diàn)，是←(shì)有(yǒu)難度的(de)。因此，曲軸箱加熱(rè)器(qì)的(de)實際效果會(huì)₽大(dà)打折扣。
對(duì)于較大(dà)系統，停機(jī)前讓壓縮機(jī)抽幹蒸發器(qì)中液态制(zhì)冷(lěng)劑（稱為(wèi)抽空(kōng)停機(jī)），可(kě)以從(có×ng)根本上(shàng)避免制(zhì)冷(lěng)劑遷移。而回氣管路(lù)上(shàng)安裝氣液分(fēn)離(lí)器(qì)，可(kě)以增加制(zhì)冷(lěng)齊&遷移的(de)阻力，降低(dī)遷移量。
當然，通(tōng)過改進壓縮機(jī)結構，可(kě)以阻止制(zhì)冷(lěng)劑遷移，并減緩潤滑油起泡程度。通(tōng)過改進回氣冷(lěng)卻型壓縮機(jī)內(nèi)的♠(de)回油路(lù)徑，在電(diàn)機(jī)腔與曲軸箱遷移的(de)通(tōng)道(dào)上(shàng)增加關卡（回油泵等），停機≤(jī)後即可(kě)切斷通(tōng)路(lù)，制(zhì)冷(lěng)劑無法進入曲軸腔，減小(xiǎo)進氣道(♥dào)與曲軸箱的(de)通(tōng)道(dào)截面可(kě)以減緩開(kāi)機(jī)對(duì)曲軸箱£壓力下(xià)降速度，進而控制(zhì)氣泡的(de)程度和(hé)泡沫進入氣缸的(de)量。
　（3）潤滑油太多(duō)
半封閉壓縮機(jī)通(tōng)常都(dōu)有(yǒu)油視(shì)鏡，以便觀察油位高(gāo)低(dī)。油位高(gāo)于油視(shì)鏡範圍，說(shuō)明(♥míng)油太多(duō)了(le)。油位太高(gāo)，高(gāo)速旋轉的(de)曲軸和(hé)連杆大(dà)頭就(jiù)可(kě)能(néng)頻(→pín)繁撞擊油面，引起潤滑油大(dà)量飛(fēi)濺。飛(fēi)濺的(de)潤滑油一(yī)旦竄入進氣氣道(dào)，帶入氣缸，就(jiù)向能(néng)引起液擊。
大(dà)型制(zhì)冷(lěng)系統安裝調試時(shí)，往往需要(yào)适當補充潤滑油。但(dàn)對(duì)于回油不(bù)好(hǎo)的(de)系統，'要(yào)認真尋找影(yǐng)響回油的(de)根掘，一(yī)味地(dì)補充潤滑油是(shì)危險的(de)。即使¥暫時(shí)油位不(bù)高(gāo)，也(yě)要(yào)注意潤滑油突然大(dà)量返回時(shí)（比如(rú)化(huà)霜後）可(kě)以造成的(®de)危險。潤滑油引起的(de)液擊并不(bù)罕見(jiàn)。
　4、結束語
液擊是(shì)壓縮機(jī)常見(jiàn)故障。發生(shēng)液擊，表明(míng)系統或維護中一(yī)定存在問(w∑èn)題，需要(yào)加以糾正。認真觀察分(fēn)析系統的(de)設計(jì)、施工(gōng)和(h é)維護，不(bù)難找到(dào)引起液擊的(de)根源。不(bù)從(cóng)根源上(shàn♦g)防止液擊，而簡單地(dì)将故障壓縮機(jī)維修或更換一(yī)台新壓縮機(jī)，隻能(néng)使液&擊再次發生(shēng)。