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往復(fù)式壓縮機(jī)液擊的過程、現(xiàn)象與原理

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液態(tài)制冷劑或潤滑油隨氣體吸入壓縮機(jī)氣缸時(shí)損壞吸氣閥片的現(xiàn)象,以及進(jìn)入氣缸后沒有在排氣過程迅速排出,在活塞接近上止點(diǎn)時(shí)被壓縮而產(chǎn)生的瞬間高液壓的現(xiàn)象通常被稱為液擊。液擊可以在很短時(shí)間內(nèi)造成壓縮受力件(如閥片、活塞、連桿、曲軸、活塞銷等)的損壞,是往復(fù)式壓縮機(jī)的致命殺手。減少或避免液體進(jìn)入氣缸就可以防止液擊的發(fā)生,因此液擊是完全可以避免的。

通常,液擊現(xiàn)象可分為兩個(gè)部分或過程。首先,當(dāng)較多液態(tài)制冷劑、潤滑油或者兩者的混合物隨吸氣以較高速度進(jìn)入壓縮機(jī)氣缸時(shí),由于液體的沖擊和不可壓縮,會(huì)引起吸氣閥片過度彎曲或斷裂;其次,氣缸中未及時(shí)蒸發(fā)和排出的液體受到活塞壓縮時(shí),瞬間內(nèi)出現(xiàn)的巨大壓力并造成受力件的變形和損壞。這些受力件包括吸排氣閥片、閥板、閥板墊、活塞(頂部)、活塞銷、連桿、曲軸、軸瓦等。

過程與現(xiàn)象

(1)吸氣閥片斷裂

壓縮機(jī)是壓縮氣體的機(jī)器。通常,活塞每分鐘壓縮氣體1450次(半封壓縮機(jī))或2900次(全封壓縮機(jī)),(南社)即完成一次吸氣或排氣過程的時(shí)間為0.02秒甚至更短。閥板上的吸排氣孔徑的大小以及吸排氣閥片的彈性與強(qiáng)度均是按照氣體流動(dòng)而設(shè)計(jì)的。從閥片受力角度講,氣體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的沖擊力是比較均勻的。

液體的密度是氣體的數(shù)十甚至數(shù)百倍,因而液體流動(dòng)時(shí)的動(dòng)量比氣體大得多的,產(chǎn)生的沖擊力也大得多。吸氣中夾雜較多液滴進(jìn)入氣缸時(shí)的流動(dòng)屬于兩相流。兩相流在吸氣閥片上產(chǎn)生的沖擊不僅強(qiáng)度大而且頻率高,就好像臺(tái)風(fēng)夾雜著鵝卵石敲打在玻璃窗上,其破壞性是不言而喻的。吸氣閥片斷裂是液擊的典型特征和過程之一。

(2)連桿斷裂

壓縮行程的時(shí)間約0.02秒,而排氣過程會(huì)更短暫。氣缸中的液滴或液體必須在如此短的時(shí)間內(nèi)從排氣孔排出,速度和動(dòng)量是很大的。排氣閥片的情況與吸氣閥片相同,不同之處在于排氣閥片有限位板和彈簧片支撐,不容易折斷。沖擊嚴(yán)重時(shí),限位板也會(huì)變形翹起。暖通南社整理。

如果液體沒有及時(shí)蒸發(fā)和排出氣缸,活塞接近上止點(diǎn)時(shí)會(huì)壓縮液體,由于時(shí)間很短,這一壓縮液體的過程好像是撞擊,缸蓋中也會(huì)傳出金屬敲擊聲。壓縮液體是液擊現(xiàn)象的另一部分或過程。

液擊瞬間產(chǎn)生的高壓具有很大的破環(huán)性,初人們熟悉的連桿彎曲甚至斷裂外,其他壓縮受力件(閥板、閥板墊、曲軸、活塞、活塞銷等)也會(huì)有變形或損壞,但往往被忽視,或者與排汽壓力過高混為一談。檢修壓縮機(jī)時(shí),人們會(huì)很容易發(fā)現(xiàn)彎曲或斷裂的連桿,并給予替換,而忘記檢查其他零件是否有變形或損壞,從而為以后的故障埋下禍根。

液擊造成的壓縮機(jī)連桿斷裂不同于抱軸和活塞咬缸,是可以分辨出來的。首先,液擊造成連桿彎曲或斷裂是在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的,連桿兩端的活塞和曲軸運(yùn)動(dòng)自如,一般不會(huì)有嚴(yán)重磨損引起的抱軸或咬缸。盡管吸氣閥片折斷后,閥片碎屑偶爾也會(huì)引起活塞和氣缸面嚴(yán)重劃傷,但表面劃傷與潤滑失效引起磨損很不同。其次,液擊引起的連桿斷裂是由壓力造成的,連桿和斷茬有擠壓特征。盡管活塞咬缸后的連桿斷裂也有擠壓可能,但前提是活塞必須卡死在氣缸。抱軸后的連桿折斷就更不同了,連桿大頭和曲軸有嚴(yán)重磨損,造成折斷的力屬于剪切力,斷茬也不一樣。最后,抱軸和咬缸前,電機(jī)會(huì)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重,熱保護(hù)器會(huì)動(dòng)作。

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