浅谈压缩机注油量分析研究

马伟涛

摘  要：冷冻油润滑系统是压缩机设计过程中重要组成部分，油量加注过多或过少都不利于压缩机的正常运行。本文主要探讨几种常用的评估冷冻油加注量方法。

关键词：压缩机，冷冻油，注油量，试验方法

Abstract: The refrigeration oil lubrication system is an indispensable part of the compressor design process. Too much or too little oil filling is not conducive to the normal operation of the compressor. This paper mainly discusses several commonly used methods to evaluate the filling amount of refrigerant oil.

Keywords: compressor, refrigerant oil, oil filling amount, test method

1   前言

    旋转式压缩机在工作过程中，旋转部件之间存在着相对运动，既有密封要求又有润滑要求，因此压缩机下腔往往会灌注油池。冷冻油主要起以下作用：密封泄漏通道保持腔体气密性；润滑运动部件避免干摩擦；散热降低运动副温度。油路润滑是压缩机设计过程不可缺少的重要组成部分。冷冻油过多，会引起排气含油量增大，增加气体流动阻力，导致实际吸气压力降低，同时降低系统两器换热效率，增加压缩机功耗；冷冻油过少，供油不足引起工作面摩擦增大，运动副处于干摩擦状态严重影响压缩机的性能和可靠性。本文主要探讨几种常用的评估冷冻油加注量方法。

2   三维模型计算冷冻油理论加注量

    一般来说，压缩机注油静止后，油液面不超过上法兰上端面，压缩机运转时油液面不低于气缸下端面。具此将压缩机下腔切去实体后得到油池体积，即冷冻油理论加注量。但是该方法得到的注油量往往不包括被电机吸收的油量，因而实际上还需要留有余量。

图1：油池计算体积

3   实际加注得到加注量

    用粘度较低的水替代冷冻油，压缩机去除上盖和电机，量筒测量一定体积后，观察液面高度，记录的体积即为加注量。从表中的数据（d1-h）值可知，30ml注入量的液面不能没过气缸上端面，40ml注入量的液面可没过气缸上端面且不靠近消音器排气孔的最低处，45ml注入量的液面没过气缸上端面但较靠近消音器排气孔的最低处。故将压缩机的注油量定为40ml。

图2：注油量与油液面示意图

表2：注油量与油液面高度

液面与壳体上端面的距离h/mm	注水量/ml
	30	40	45
方向1	46.5	35.4	32.5
方向2	47	36.6	33.6
方向3	46	34.8	32.9
平均值	46.5	35.6	33
（d1-h）值	-8.17	2.73	5.33

4   不同注油量单机性能对比

    通过加注不同体积的冷冻油后将压缩机上性能台测试制冷量，综合评价制冷量、功率和COP最优解的即为最佳加注量。

5   泵体油路仿真

    对泵体油路建模，用ANSYS流体软件分析曲轴油孔出油量能否满足泵体润滑需求。

为了清楚描述变更前后泵体油路供油情况，选取油路系统中各个出油孔为监测点。泵体油路中各监测点位置示意图如图1 所示。其中，曲轴泵旋转域中，曲轴下法兰位置两个出油孔D1、D2，曲轴上法兰油环左右两个出油孔D3、D4；压缩机机体流体域中，上法兰油槽出口位置D5，共5 个监测点。

图3 监测点位置示意图

图4流量随时间变化曲线图

图5油分对比云图

    从流量对比曲线来看，下法兰位置左右两出油孔计算稳定后流量分别增大12.85%和 8.36 %，说明结构变更后下法兰油槽循环速度加快，有注于曲轴短轴与下法兰的油润滑。

从油分云图来看，变更前后泵体油路整供油效果较好， 各个出油孔油含量均较高，基本均在 95 %以上，满足润滑需求。

6   结论

    本文主要介绍了几种评估冷冻油加注量的方法：（1）三维模型计算冷冻油理论加注量；（2）实际加注得到加注量；（3）不同注油量单机性能对比；（4）泵体油路仿真。

参考文献

［１］ 李晓文，李旺宏等.压缩机最低注油量试验方法与研究.2013年中国家用电器技术大会.论文集:589~593.

［２］ 王枫，米小珍，孙屹博. 润滑油循环率对活塞式制冷压缩机性能影响的实验研究.制冷学报，2014（6）：33~38.