劉南才 廖平

(廣西柳工機械股份有限公司,廣西柳州 545007)

裝載機空調技術及常見故障解析

劉南才 廖平

(廣西柳工機械股份有限公司,廣西柳州 545007)

參照近年裝載機空調維修經驗的業(yè)內交流,本文向讀者詮釋了裝載機空調系統(tǒng)的原理及一些常見故障分析。使大家對裝載機空調故障模式建立一些初步的認識,并特別強調維護傳動皮帶、離合器、冷凝器等關鍵元件及發(fā)運拆解操作均對后續(xù)空調質量具有重要影響。

漲緊輪 空調壓縮機 冷凍油 裝箱操作

裝載機作為一種常見的工程機械,有其特殊的工況與顧客群體。國內外穩(wěn)步增長的基礎建設需要大量裝載機,其工作環(huán)境惡劣,普遍溫度高、灰塵大,有的工地白天溫度常達40度以上。經銷商、機械操作者技術水平層次差異大,某些售出機械的故障主要由于維護不良導致。經過市場上對各類裝載機空調故障反饋的維修經歷,發(fā)現了一些常見的故障模式并加以總結分析。

1 裝載機空調原理

首先有必要介紹一下空調基本原理,類似于汽車空調,裝載機空調也是利用冷媒物質在氣態(tài)與液態(tài)之間進行轉化過程中吸收或放出熱量來實現對駕駛室內環(huán)境參數進行調節(jié),使乘員感到舒適,保證乘員身體健康和操作、行車安全。空調具體功能有以下幾點:

(1)調節(jié)車內空氣的溫度,夏季降溫,冬季取暖,除霜除霧,保證視野和行車安全;

(2)凈化車內空氣,調節(jié)車內空氣的濕度,滿足人體需要;(3)調節(jié)車內空氣的流速,流速過高和過低都會讓人體感覺不適。裝載機空調裝置主要由:壓縮機、冷凝器、儲液瓶、膨脹閥、蒸發(fā)器(通常蒸發(fā)器包括:蒸發(fā)芯體、暖風芯體)、送風機、制冷劑、連接管路、張緊裝置、皮帶等組成。車內空氣流經蒸發(fā)器時,蒸發(fā)器內的液體制冷劑吸收空氣中熱量蒸發(fā)成氣態(tài)。氣態(tài)制冷劑進入壓縮機被壓縮后流經冷凝器,散熱后變?yōu)橐簯B(tài)。

2 裝載機空調幾個常見故障表現

故障1、空調不制冷:幾乎所有的裝載機空調故障最終都會導致操作者感到空調不制冷,這樣的故障潛在原因是多方面的。需要從專業(yè)的角度對系統(tǒng)中每個環(huán)節(jié)開展檢查,解決辦法也會是各不相同。裝載機空調故障診斷方法通常是通過看(觀察系統(tǒng)各設備的表面)、聽(聽機器運轉聲音)、摸(用手觸摸設備各部件的溫度)、 測(利用溫度計、壓力表、萬用表、檢漏儀檢測有關參數)等手段來進行。同時應仔細向駕駛員詢問故障情況,判斷是操作不當,還是設備本身造成的故障,若屬于前者,則應向駕駛員詳細介紹正確的操作方法;若屬于后者,就應該按上述四方面進行綜合分析,查出故障原因,然后再進行維修。

故障2、壓縮機傳動皮帶嚴重磨損,傳動帶漲緊輪(導輪)損壞:日常維護檢查時最容易發(fā)現的問題,其原因有多種,首先可能是傳動皮帶質量問題,其次可能是皮帶傳動安裝問題,現場走訪就發(fā)現皮帶連接的幾個導輪不在同一個面上,導致皮帶磨邊損壞。在更換皮帶的同時需要了解用戶平常是否按照維修手冊中合格傳動皮帶的正確調整方式及緊度尺寸來維護調整。某型號裝載機維修手冊規(guī)定:在皮帶與兩皮帶輪的切邊中點垂直施加1.5kgf,皮帶產生撓度為3-5MM即可。對當前常用的空調傳動帶漲緊結構進行分析對比發(fā)現常用的結構有兩種:A)壓縮機固定位置安裝,漲緊輪安裝在一條長形孔上,通過螺栓調節(jié)漲緊輪位置實現皮帶的緊度調節(jié)。優(yōu)點:在首次裝配使壓縮機導輪、發(fā)動機主動輪、漲緊輪在同一平面后,只需調整漲緊輪即可,調節(jié)簡單,能確保壓縮機安裝角度不變,避免了位置調整帶來的震動。缺點:比起靠調整壓縮機安裝角度的結構,增加了一個高速旋轉的元件(漲緊輪),其在惡劣工況下,容易發(fā)生漲緊輪軸承失效,進而導致皮帶、壓縮機的損壞。B)通過旋轉機構調整壓縮機的安裝橫向位置或角度來實現傳動皮帶的漲緊。優(yōu)點:比較A方案,減少了漲緊輪這個高速旋轉零件,消除了相關故障風險。缺點:由于裝載機工作環(huán)境震動劇烈,壓縮機可變位安裝結構易發(fā)生松動,需要經常檢查,如發(fā)生松動后不及時緊固易導致傳動皮帶、壓縮機震動加劇而損壞。筆者認為,結合實際設計需求,不論采用哪類設計結構,初次的裝配調整具有非常重要的作用,如果首次裝配不能保證各個旋轉件在同一平面,則增加許多后續(xù)故障風險。兩種結構的選擇經常是取決于內部空間及發(fā)動機安裝點限制。選用可靠性好的皮帶、導輪部件,及時進行日常的漲緊調整,上述故障基本可以消除。

故障3、壓縮機傳動離合器失效、斷裂:除了上述傳動皮帶、漲緊輪問題外,其它原因還有:首先可能是由于空調系統(tǒng)冷凝器散熱不良造成高溫高壓使回路儲液器壓力開關頻繁開啟和關閉,形成高負載頻繁吸合、打滑造成離合器軸承燒壞引起卡滯并斷裂,其次可能為皮帶張緊力過大,形成高溫使離合器軸承燒壞,要求日常維護中用皮帶張力測力計控制皮帶張緊力,并根據使用維護說明書調整;其余可能原因還有:灰塵等異物進入壓縮機離合器,造成電磁鐵吸入不良而失效。

故障4、管路泄漏:所有的安裝接頭、管路都有泄漏的可能,須按照設計要求控制擰緊力矩,并在日常維護工作中進行檢查,管路泄漏將導致冷媒的丟失,外界水分、異物侵入系統(tǒng),最終引起制冷能力下降。曾有某用戶反饋空調出現故障,經查明是儲液罐接頭松動,導致制冷劑泄漏?，F場建議用戶采用扭矩扳手擰緊接頭,補充注制冷劑修復。其他設計改進也起到一定防止管路泄漏的實效,如空調管路增加波紋管保護,合理排布管路走向,增加管路的管夾固定點,以減少震動造成的接頭松脫、管路磨損泄漏。

故障5、壓縮機運轉卡滯并損壞:某次遇上維修人員拆解一款裝載機空調壓縮機,發(fā)現活塞、缸體有嚴重的磨損痕跡。一般造成磨損的原因有好幾種。鑒于壓縮機在整個系統(tǒng)中的重要性,我們對壓縮機故障的可能性進行了因果根源分析,考慮了所有可能的原因。通過討論分析,我們發(fā)現,除了前文所述空調傳動皮帶、壓縮機離合器、冷凝器問題帶來的故障。系統(tǒng)內進水、冷凍油減少也是非常重要的故障原因,如能控制系統(tǒng)內水、冷凍油的含量處于規(guī)定值,則可基本消除壓縮機卡滯反饋。

對于系統(tǒng)內水分的控制,我們不得不提及重要元件:儲液器。我們通常近似認為制冷劑是不含水份的。但是進入到系統(tǒng)中的水份一旦超過儲液器所能吸收的程度,那水份就會在系統(tǒng)中流動。哪怕只有一滴水不受控制,都會造成冰堵后容易損壞壓縮機。儲液瓶內干燥劑的吸水能力與環(huán)境溫度有著很大的關系,環(huán)境溫度越高,干燥劑保存水份的能力就越差,所以我們設計布置儲液瓶時盡量要遠離發(fā)熱源。儲液瓶進出口必須接對,通常在相應位置會標有quot;I Nquot;/quot;OUTquot;或箭頭指示。所以正確的選用儲液瓶規(guī)格,正確地裝配都能有效杜絕水分侵入系統(tǒng)損壞壓縮機。

空調壓縮機使用的潤滑油被稱為冷凍油或冷凍機油,它是一種在高、低溫工況下均能正常工作的特殊潤滑油。系統(tǒng)補充冷凍油應按規(guī)定的劑量加入,冷凍油過少影響壓縮機潤滑。添加過量的冷凍油,會影響空調系統(tǒng)的制冷量。在加注制冷劑時,應先加冷凍油,然后再加注制冷劑。選用正確的冷凍油規(guī)格也能有效地減少壓縮機的損壞。

3 出口裝運對空調部件質量的影響

除了日常維護操作的規(guī)范,裝載機出口發(fā)運的裝箱操作也對裝載機空調質量有著重要的影響。為節(jié)約空間,大型工程機械在出口裝船海運時,通常都會進行不完全拆解后裝箱,這個過程也包括了空調系統(tǒng)的局部拆解。研究分析認為,這種拆解過程會造成冷媒、特別是其中冷凍油的流失。在產品到達海外目的地后,空調系統(tǒng)的修復裝配過程中又恰恰忽略了上述要素。某空調制造公司對裝載機空調部件拆裝指導書是這樣描述的:用歧管表(冷媒表)連接蒸發(fā)器至壓縮機膠管和壓縮機至冷凝器膠管上的高、低壓充注閥,輕輕松開歧管表上的低壓閥門,使得制冷劑慢慢流出,但沒有冷凍油流出即可。目的是避免空調系統(tǒng)里面的冷凍油流失。完全放完制冷劑后,即可根據裝箱需要分別拆開連接元件的管路接頭,盡快用堵塞擰上,有條件的還可充入氮氣保壓,目的是避免空氣中的灰塵和臟東西進入蒸發(fā)器和管路里面,防止冷凍油吸收空氣中的水分而變質。重裝空調的基本要求:拆開元件接頭上的堵帽,用冷凍油對管路接頭上的O型圈涂抹,對接后盡快用力矩扳手擰上螺母。抽真空,保壓5分鐘,如果壓力表沒有變化,則證明空調系統(tǒng)沒有泄漏。按規(guī)定重新充注制冷劑并根據實際情況適當補充冷凍油。

4 結語

綜上所述,本文向讀者詮釋了裝載機空調系統(tǒng)的技術原理及一些常見故障分析,使大家對裝載機空調故障模式建立一些初步的認識,并意識到日常維護及發(fā)運拆解操作均對后續(xù)空調質量具有重要影響。如能在提升我國工程機械質量方面盡到一些微薄之力,則令作者倍感欣慰。

劉南才(1974-),男,廣西柳州人,工程師,研究方向:工程機械設計、人機工程。廖平(1987-),男,廣西象州人,助理工程師,研究方向:工程機械空調技術研究。