压缩机工作原理及常见故障分析

1、1/372022-5-9压缩机工作原理及常见故障分析品质管理课品质管理课冯义康冯义康2/372022-5-9制冷压缩机蒸气压缩式制冷装置中的关键核心设备，对系统的运行性能、噪声、振动、使用寿命和节能有着决定性的作用。压缩机在系统中的作用：压缩机在系统中的作用：抽吸来自蒸发器的制冷蒸汽，并提高其压力和温度，然后排向冷凝器。3/372022-5-9制冷压缩机的分类4/372022-5-9制冷压缩机的应用范围5/372022-5-9涡旋压缩机发展历史1905年法国人Leon Creux 提出涡旋机械的工作原理。70年代，高精度数控铣床的涌现和世界能源危机的加剧，促进了涡旋压缩机的发展。80年代,涡旋

2、压缩机首先在空调压缩机技术领域取得商业应用。（1983年，日立推出柜式空调用全封闭涡旋压缩机；1987年，谷轮开始生产空调压缩机）90年代,涡旋压缩机的系列化产品相继问世。6/372022-5-9一、压缩机涡旋压缩机内部供油外部供油 示意图示意图7/372022-5-98/372022-5-989/372022-5-9组成：动、静涡盘，十字滑环，曲轴，支架，机壳等组成：动、静涡盘，十字滑环，曲轴，支架，机壳等 涡盘安装在机壳上部；涡盘安装在机壳上部；静涡盘、电动机定子：安装在机壳内壁上；静涡盘、电动机定子：安装在机壳内壁上；十字滑环：上下两面设置相互垂直两对凸键的圆环，十字滑环：上下两面设置相

3、互垂直两对凸键的圆环，上面凸键装在动涡盘背面的键槽内，下面凸键装上面凸键装在动涡盘背面的键槽内，下面凸键装在支架键槽内；在支架键槽内； 结构结构不不对对称称涡涡旋旋盘盘回油管回油管副副轴轴承承结结构构10/372022-5-9 压缩原理连续不断的吸、排气；连续不断的吸、排气；涡盘左右两侧同时进行压缩；涡盘左右两侧同时进行压缩；11/372022-5-9涡旋压缩机工作原理低压腔低压腔 中压腔中压腔 高压腔高压腔 中央排气口中央排气口12/372022-5-9涡旋压缩机解剖实例13/372022-5-9涡旋压缩机解剖实例14/372022-5-9吸气管动定涡旋盘形成的压缩腔压缩排出到外壳形成的腔体

4、经过油分离器油分离后进入电机室冷却电机后从排气管排出1、气体直接进入压缩腔压缩，避免形成高压与低压的二个腔体，减少压缩机的零件；2、直接吸气减少气体的过热度，提高压缩机容积效率，提升压缩机的性能；3、排气腔体较大，能够有效缓冲排气，降低排气脉动，减小噪音与振动。4、直接吸气不存在液体制冷剂对润滑油膜的破坏作用，也使压缩机工作可靠性提高。说明：涡旋压缩机内部的气体流路15/372022-5-9处于高压（Pd）油池的油进入主轴承在压差（Pd-Pb）作用经曲轴油孔到上轴承进入压力为Pb的背压腔通过中压孔进入压缩腔1、 油路简单，与压缩机运行的转速无关，只要压缩机开始工作，形成排气压力与中间压力，建立

5、压差（Pd-Pb）后，在压差的作用下就可以稳定可靠的供油润滑，能够切实解决压缩机变频运转的润滑。2、压差供油，使压缩机运动部件润滑更加可靠，更好的冷却、液体阻塞作用，从而使压缩机工作可靠性更高、效率更高。说明：在压差（Pd-Pb）作用经曲轴油孔到下轴承随排气排出压缩腔经油分离器油分离涡旋压缩机内部的油路16/372022-5-9涡旋压缩机的优点结构简单、体积小、重量轻。（与活塞压缩机比：零件减少90%、体积减小40%、重量减轻15%）无吸排气阀。减少了易损件,降低吸排气阻力损失,降低噪音与振动,易于实现变转速无余隙容积。容积效率提高不直接接触，采用油膜密封。摩擦损失小，机械效率高多压缩室同时工

6、作，工作连续，压缩力矩变化平稳17/372022-5-9涡旋压缩机的优点效率高与其他结构压缩机相比，涡旋式压缩机无余隙容积，所以容积效率高。高精密机加工设备，保证涡旋加工精度，泄漏小。18/372022-5-9涡旋压缩机的优点振动小、噪音低涡旋压缩机，动盘旋转一周时，吸气、压缩、排气过程是连续进行的，而且,各级压力腔对称分布,回转速度低,因此，其旋转一周时的压缩转矩变化很小（左图表示：往复式、旋转及涡旋式压缩机的转矩变化）涡旋压缩机与其他压缩机相比较之下，转矩变化幅度仅有1/10，非常小，所以其运行时振动、噪音均很小。19/372022-5-9涡旋压缩机的优点可靠性高和其他压缩机相比，涡旋压缩

7、机是连续吸气、压缩、排气循环工作过程，因此，不需吸、排气阀，从而无阀故障（压缩不良），而具有更高的可靠性。20/372022-5-9涡旋压缩机的缺点精度要求高，形位公差都在微米级无排气阀，变工况性能欠佳工作腔不易实施外部冷却，压缩过程的热量难排出，因此只能够压缩绝热指数小的气体或者内冷却大排量涡旋压缩机难实现。受齿高限制，排量大直径大，不平衡旋转质量增大，机器不紧凑且重量增加。21/372022-5-9高压腔与低压腔涡旋压缩机的比较高压腔与低压腔涡旋压缩机的划分，主要是对全封闭涡旋压缩机中，电机所处在的工作环境压力进行区分。电机处于排气侧（壳体内为排气压力），称为高压腔压缩机（一般以HITAC

8、HI为代表)；电机处于吸气侧（壳体内为吸气压力） ，称为低压腔压缩机（一般以COPELAND为代表）。两种结构的涡旋压缩机，与其结构对应具有相应的特点，且各具优缺点。22/372022-5-9低压腔涡旋压缩机的结构排气口吸气口定盘动盘机架曲轴电机（定、转子）壳体防自转滑环主轴承离心供油壳体内高低压分隔板23/372022-5-9高压腔与低压腔涡旋压缩机的特点比较高压腔结构高压腔结构低压腔结构低压腔结构优优点点l具有较大的排气缓冲容积, 振动小, 输气均匀l吸气预热小容积效率高(直接吸气)l润滑得到可靠保证(可以采用压力供油润滑)l压缩机中可以有较多的润滑油起良好的润滑冷却及液体阻塞作用l直接吸

9、气不存在液体制冷剂对润滑油膜的破坏作用l承受轴向气体力的能力较好l吸气段具有较大的缓冲容积l电机的工作环境较好(低温低压)l壳体大部分低压,气密性及受力较好l抗液击的能力较强，对进入管道中的异物杂质抵抗能力较强24/372022-5-9高压腔与低压腔涡旋压缩机的特点比较高压腔结构高压腔结构低压腔结构低压腔结构缺缺点点l较小的吸气缓冲容积,吸气消音效果较差l抗液击的能力较差l高压壳体对气密性及强度要求较高l电机工作环境恶劣，直接吸气容易因杂质异物损坏压缩机l较强的吸气预热造成容积效 率下降l较小的排气缓冲容积,噪音振动较大l压缩机中油量必须严格控制,润滑密封效果较差l液体制冷剂有可能破坏润滑油膜

10、,造成轴承润滑恶化l壳体内高低压腔的存在，增加了密封的难度25/372022-5-9压缩机压缩机转子式转子式26/372022-5-9内部结构内部结构转子转子转子平衡块转子平衡块曲轴曲轴上缸盖上缸盖汽缸汽缸活塞活塞下缸盖下缸盖叶片叶片27/372022-5-928/372022-5-9需要很少的运动部件。需要很少的运动部件。流动损失和从高温到低温的传热量都得到了最小化。流动损失和从高温到低温的传热量都得到了最小化。噪声和振动低噪声和振动低很高的产品可靠性很高的产品可靠性零件数量少，重量轻零件数量少，重量轻 涡旋压机特点涡旋压机特点零部件少，结构简单。零部件少，结构简单。易损零件少，运行可靠。易

11、损零件少，运行可靠。没有吸气阀片，余隙容积小，输气系数较高。没有吸气阀片，余隙容积小，输气系数较高。在相同的冷量情况下，压缩机体积小、重量轻运转平衡。在相同的冷量情况下，压缩机体积小、重量轻运转平衡。加工精度要求较高。加工精度要求较高。密封线较长，密封性能较差，泄漏损失较大。密封线较长，密封性能较差，泄漏损失较大。 转子压机特点转子压机特点29/372022-5-9压缩机压缩机摆动式压缩机摆动式压缩机 仅用于仅用于RAS-80HRNM1QIVXmini现已现已将此压机更换将此压机更换30/372022-5-9压缩机常见故障分析及对策压缩机常见故障分析及对策31/372022-5-9 水分、杂质

12、超标损坏水分、杂质超标损坏 缺油或缺油或润滑不足损坏润滑不足损坏 电机损坏电机损坏 制造不良制造不良压缩机运行中常见的故障：压缩机运行中常见的故障：32/372022-5-9水分超标损坏：水分超标损坏：解剖表现：解剖表现：机构表面轻则镀铜，重则生锈。（涡盘间隙和滚机构表面轻则镀铜，重则生锈。（涡盘间隙和滚动活塞与缸盖、气缸内壁间隙约动活塞与缸盖、气缸内壁间隙约1020um，生锈、镀铜导致，生锈、镀铜导致间隙减小，摩擦增大。）间隙减小，摩擦增大。）产生原因：产生原因：系统真空度不够或冷媒水分含量超标。系统真空度不够或冷媒水分含量超标。对策：对策：注意系统密闭性，抽空符合要求，使用合格冷媒。注意系

13、统密闭性，抽空符合要求，使用合格冷媒。33/372022-5-9杂质超标损坏：杂质超标损坏： 解剖表现：解剖表现： 涡旋盘表涡旋盘表面不规则磨耗迹象。面不规则磨耗迹象。产生原因：产生原因：系统安装过系统安装过程产生氧化皮或系统管程产生氧化皮或系统管路灰尘污垢较多，系统路灰尘污垢较多，系统回油不足或润滑不足发回油不足或润滑不足发生异常磨耗。生异常磨耗。对策：对策：注意系统清洁，注意系统清洁，确认吸气、回油过滤器确认吸气、回油过滤器的清洁及油量、油质合的清洁及油量、油质合适。适。34/372022-5-9缺油或润滑不足损坏：缺油或润滑不足损坏： 缺油和润滑不足属于不同概念，缺油是指压缩机油量少于标

14、称油量缺油和润滑不足属于不同概念，缺油是指压缩机油量少于标称油量的三分之一，压缩机机构部、涡旋盘表面无油，相对干燥；而润滑不足是的三分之一，压缩机机构部、涡旋盘表面无油，相对干燥；而润滑不足是指压缩机内部油量较多，但油粘度较低，不足以在摩擦表面形成有效油膜。指压缩机内部油量较多，但油粘度较低，不足以在摩擦表面形成有效油膜。 解剖表现：解剖表现： 机构部件表面发干，异常磨损（缺油）；机构表面油量合适但异机构部件表面发干，异常磨损（缺油）；机构表面油量合适但异常磨损。常磨损。产生原因：产生原因：系统回油不足或压缩机高温导致油粘度低下或冷媒量过多导致油粘系统回油不足或压缩机高温导致油粘度低下或冷媒量

15、过多导致油粘度低下。度低下。对策：对策：注意系统清洁，确认是否设置回油弯，确认吸气、回油过滤器的清洁及注意系统清洁，确认是否设置回油弯，确认吸气、回油过滤器的清洁及油量、油质合适，确保冷冻机油和冷媒的质量比符合要求，严禁冷媒过充！油量、油质合适，确保冷冻机油和冷媒的质量比符合要求，严禁冷媒过充！35/372022-5-9电机损坏：电机损坏：解剖表现：解剖表现：线圈短路烧毁，或白栏槽熔化，或过热烧毁。线圈短路烧毁，或白栏槽熔化，或过热烧毁。产生原因：产生原因：系统杂质超标将线圈划伤导致短路（多发生于表系统杂质超标将线圈划伤导致短路（多发生于表面），或线圈制造过程中漆伤导致短路（多发生于非表面），面），或线圈制造过程中漆伤导致短路（多发生于非表面），或过负荷使用导致线圈过快老化烧毁。或过负荷使用导致线圈过快老化烧毁。对策：对策：注意系统的洁净度，压缩机厂家生产过程精细化，安注意系统的洁净度，压缩机