装载机空调技术及常见故障解析

2014-08-11刘南才廖平

中国科技纵横 2014年7期

关键词：储液制冷剂蒸发器

刘南才廖平

(广西柳工机械股份有限公司,广西柳州 545007)

装载机空调技术及常见故障解析

刘南才廖平

(广西柳工机械股份有限公司,广西柳州 545007)

参照近年装载机空调维修经验的业内交流,本文向读者诠释了装载机空调系统的原理及一些常见故障分析。使大家对装载机空调故障模式建立一些初步的认识,并特别强调维护传动皮带、离合器、冷凝器等关键元件及发运拆解操作均对后续空调质量具有重要影响。

涨紧轮空调压缩机冷冻油装箱操作

装载机作为一种常见的工程机械,有其特殊的工况与顾客群体。国内外稳步增长的基础建设需要大量装载机,其工作环境恶劣,普遍温度高、灰尘大,有的工地白天温度常达40度以上。经销商、机械操作者技术水平层次差异大,某些售出机械的故障主要由于维护不良导致。经过市场上对各类装载机空调故障反馈的维修经历,发现了一些常见的故障模式并加以总结分析。

1 装载机空调原理

首先有必要介绍一下空调基本原理,类似于汽车空调,装载机空调也是利用冷媒物质在气态与液态之间进行转化过程中吸收或放出热量来实现对驾驶室内环境参数进行调节,使乘员感到舒适,保证乘员身体健康和操作、行车安全。空调具体功能有以下几点:

(1)调节车内空气的温度,夏季降温,冬季取暖,除霜除雾,保证视野和行车安全;

(2)净化车内空气,调节车内空气的湿度,满足人体需要;(3)调节车内空气的流速,流速过高和过低都会让人体感觉不适。装载机空调装置主要由:压缩机、冷凝器、储液瓶、膨胀阀、蒸发器(通常蒸发器包括:蒸发芯体、暖风芯体)、送风机、制冷剂、连接管路、张紧装置、皮带等组成。车内空气流经蒸发器时,蒸发器内的液体制冷剂吸收空气中热量蒸发成气态。气态制冷剂进入压缩机被压缩后流经冷凝器,散热后变为液态。

2 装载机空调几个常见故障表现

故障1、空调不制冷:几乎所有的装载机空调故障最终都会导致操作者感到空调不制冷,这样的故障潜在原因是多方面的。需要从专业的角度对系统中每个环节开展检查,解决办法也会是各不相同。装载机空调故障诊断方法通常是通过看(观察系统各设备的表面)、听(听机器运转声音)、摸(用手触摸设备各部件的温度)、测(利用温度计、压力表、万用表、检漏仪检测有关参数)等手段来进行。同时应仔细向驾驶员询问故障情况,判断是操作不当,还是设备本身造成的故障,若属于前者,则应向驾驶员详细介绍正确的操作方法;若属于后者,就应该按上述四方面进行综合分析,查出故障原因,然后再进行维修。

故障2、压缩机传动皮带严重磨损,传动带涨紧轮(导轮)损坏:日常维护检查时最容易发现的问题,其原因有多种,首先可能是传动皮带质量问题,其次可能是皮带传动安装问题,现场走访就发现皮带连接的几个导轮不在同一个面上,导致皮带磨边损坏。在更换皮带的同时需要了解用户平常是否按照维修手册中合格传动皮带的正确调整方式及紧度尺寸来维护调整。某型号装载机维修手册规定:在皮带与两皮带轮的切边中点垂直施加1.5kgf,皮带产生挠度为3-5MM即可。对当前常用的空调传动带涨紧结构进行分析对比发现常用的结构有两种:A)压缩机固定位置安装,涨紧轮安装在一条长形孔上,通过螺栓调节涨紧轮位置实现皮带的紧度调节。优点:在首次装配使压缩机导轮、发动机主动轮、涨紧轮在同一平面后,只需调整涨紧轮即可,调节简单,能确保压缩机安装角度不变,避免了位置调整带来的震动。缺点:比起靠调整压缩机安装角度的结构,增加了一个高速旋转的元件(涨紧轮),其在恶劣工况下,容易发生涨紧轮轴承失效,进而导致皮带、压缩机的损坏。B)通过旋转机构调整压缩机的安装横向位置或角度来实现传动皮带的涨紧。优点:比较A方案,减少了涨紧轮这个高速旋转零件,消除了相关故障风险。缺点:由于装载机工作环境震动剧烈,压缩机可变位安装结构易发生松动,需要经常检查,如发生松动后不及时紧固易导致传动皮带、压缩机震动加剧而损坏。笔者认为,结合实际设计需求,不论采用哪类设计结构,初次的装配调整具有非常重要的作用,如果首次装配不能保证各个旋转件在同一平面,则增加许多后续故障风险。两种结构的选择经常是取决于内部空间及发动机安装点限制。选用可靠性好的皮带、导轮部件,及时进行日常的涨紧调整,上述故障基本可以消除。

故障3、压缩机传动离合器失效、断裂:除了上述传动皮带、涨紧轮问题外,其它原因还有:首先可能是由于空调系统冷凝器散热不良造成高温高压使回路储液器压力开关频繁开启和关闭,形成高负载频繁吸合、打滑造成离合器轴承烧坏引起卡滞并断裂,其次可能为皮带张紧力过大,形成高温使离合器轴承烧坏,要求日常维护中用皮带张力测力计控制皮带张紧力,并根据使用维护说明书调整;其余可能原因还有:灰尘等异物进入压缩机离合器,造成电磁铁吸入不良而失效。

故障4、管路泄漏:所有的安装接头、管路都有泄漏的可能,须按照设计要求控制拧紧力矩,并在日常维护工作中进行检查,管路泄漏将导致冷媒的丢失,外界水分、异物侵入系统,最终引起制冷能力下降。曾有某用户反馈空调出现故障,经查明是储液罐接头松动,导致制冷剂泄漏。现场建议用户采用扭矩扳手拧紧接头,补充注制冷剂修复。其他设计改进也起到一定防止管路泄漏的实效,如空调管路增加波纹管保护,合理排布管路走向,增加管路的管夹固定点,以减少震动造成的接头松脱、管路磨损泄漏。

故障5、压缩机运转卡滞并损坏:某次遇上维修人员拆解一款装载机空调压缩机,发现活塞、缸体有严重的磨损痕迹。一般造成磨损的原因有好几种。鉴于压缩机在整个系统中的重要性,我们对压缩机故障的可能性进行了因果根源分析,考虑了所有可能的原因。通过讨论分析,我们发现,除了前文所述空调传动皮带、压缩机离合器、冷凝器问题带来的故障。系统内进水、冷冻油减少也是非常重要的故障原因,如能控制系统内水、冷冻油的含量处于规定值,则可基本消除压缩机卡滞反馈。

对于系统内水分的控制,我们不得不提及重要元件:储液器。我们通常近似认为制冷剂是不含水份的。但是进入到系统中的水份一旦超过储液器所能吸收的程度,那水份就会在系统中流动。哪怕只有一滴水不受控制,都会造成冰堵后容易损坏压缩机。储液瓶内干燥剂的吸水能力与环境温度有着很大的关系,环境温度越高,干燥剂保存水份的能力就越差,所以我们设计布置储液瓶时尽量要远离发热源。储液瓶进出口必须接对,通常在相应位置会标有quot;I Nquot;/quot;OUTquot;或箭头指示。所以正确的选用储液瓶规格,正确地装配都能有效杜绝水分侵入系统损坏压缩机。

空调压缩机使用的润滑油被称为冷冻油或冷冻机油,它是一种在高、低温工况下均能正常工作的特殊润滑油。系统补充冷冻油应按规定的剂量加入,冷冻油过少影响压缩机润滑。添加过量的冷冻油,会影响空调系统的制冷量。在加注制冷剂时,应先加冷冻油,然后再加注制冷剂。选用正确的冷冻油规格也能有效地减少压缩机的损坏。

3 出口装运对空调部件质量的影响

除了日常维护操作的规范,装载机出口发运的装箱操作也对装载机空调质量有着重要的影响。为节约空间,大型工程机械在出口装船海运时,通常都会进行不完全拆解后装箱,这个过程也包括了空调系统的局部拆解。研究分析认为,这种拆解过程会造成冷媒、特别是其中冷冻油的流失。在产品到达海外目的地后,空调系统的修复装配过程中又恰恰忽略了上述要素。某空调制造公司对装载机空调部件拆装指导书是这样描述的:用歧管表(冷媒表)连接蒸发器至压缩机胶管和压缩机至冷凝器胶管上的高、低压充注阀,轻轻松开歧管表上的低压阀门,使得制冷剂慢慢流出,但没有冷冻油流出即可。目的是避免空调系统里面的冷冻油流失。完全放完制冷剂后,即可根据装箱需要分别拆开连接元件的管路接头,尽快用堵塞拧上,有条件的还可充入氮气保压,目的是避免空气中的灰尘和脏东西进入蒸发器和管路里面,防止冷冻油吸收空气中的水分而变质。重装空调的基本要求:拆开元件接头上的堵帽,用冷冻油对管路接头上的O型圈涂抹,对接后尽快用力矩扳手拧上螺母。抽真空,保压5分钟,如果压力表没有变化,则证明空调系统没有泄漏。按规定重新充注制冷剂并根据实际情况适当补充冷冻油。