苏州中车空压机粗略分析汽车空压机窜油问题

2019-06-20

采用空气制动的汽车,为确保可靠有效的制动,必须严格控制压缩空气中的含油量。压缩空气中的油量过大会造成制动系统的污染,使制动失灵而引起行车事故,从而造成生命、财产的严重损失。

压缩空气中含油,主要是因为空压机曲轴箱中润滑油上窜,因此,必须解决窜油问题。

活塞环的供油作用及其改进

润滑油上窜的过程

矩形截面的活塞环被装入活塞环槽中后,一般在高度方向存在0.04mm~0.08mm的间隙。当空压机在工作时,环在环槽中上下窜动,其间的间隙就构成了一个周期变化的密封容积(如图1)。当活塞下行时,环压紧在环槽的上侧,将缸壁表面上刮下的润滑油注入环槽的下部及底部间隙(如图a);当活塞上行时,环被压紧在环槽的下侧,润滑油被挤入环槽的上部间隙(如图b)。如此不断重复,润滑油便不断刮入气缸并随压缩空气排出,导致压缩空气中含油量增多。

扭曲环的应用

为抵制润滑油通过环槽间隙的上窜,扭曲环在车用空压机中得到了普遍的应用,其结构形式正扭曲环、反扭曲环较为多见。

正扭曲环是在矩形截面环的内缘或外缘切槽或倒角,安装时将内缘切槽或倒角向上而外缘切槽或倒角向下(如图2)。扭曲环在上下移动过程中会产生明显的碟状变形,使环的棱边与环槽侧壁及缸壁线状接触。这样既减少了活塞环的泵油作用,也提高了活塞环的气密性能。外缘面切槽或倒角的正扭曲环与缸壁面形成的楔形环带,能向上布油和下向刮油,不仅盖上了缸壁与活塞(活塞环)组之间的润滑,也减少了润滑油的上窜。道密封环由于承受气体压力更大,易产生早期磨损,故宜采用内缘切槽或倒角的正扭曲环。

反扭曲环的结构与正扭曲环结构相似,只是在环中的安装方式相反,即内缘切槽或倒角向下而外缘切槽或倒角向上(如图3)。所以扭曲环在气体压力的作用下能产生与正扭曲环反向的碟状变形,能较好地抑制润滑油上窜。但由于环的外缘与缸壁形成的倒楔形导致向气缸内刮而造成窜油。故不宜作道密封环使用。

活塞环槽的改进

活塞环槽的改进主要是控制活塞环与环槽之间的装配间隙,提高环槽表面粗糙度及形位公差。如东风车空压机活塞环与环槽的装配侧隙由0.04mm~0.08mm改为0.04mm~0.065mm,控制环槽侧壁对活塞中心线的垂直度误差每100mm取样长度不超过0.01mm,表面粗糙度Ra=1.6,以保证环与环槽的良好贴合,提高气缸气密性和减少润滑油上窜。

润滑油上窜的其它原因

活塞环往向截荷和侧向力的影响

活塞环对缸壁的往向截荷包括活塞环的初始弹力及空压机工作中的气体压力,它是活塞环与气缸壁磨损的主要原因,尤其是道气环磨损更大。活塞环及气缸壁窜油会随着磨损加剧而增加。为减少润滑油的上窜量,必须控制活塞环的磨损。为此,活塞环的材料应采用有较高的耐磨性、硬度及韧性的材料,并要严格控制活塞与缸壁的配合间隙。

油环槽底部回油截面的影响

车用空压机气缸壁面的润滑通常是依靠飞溅润滑,但当曲轴箱内的润滑油压力偏高时,飞溅量增多,若油环刮油不良,将导致窜油。故增大回油孔截面可抵制窜油。

温度的影响

空压机工作时由于气体的压缩和各运动部件的摩擦会使机体温度升高而降低润滑油的粘度,从而加剧润滑油上窜。为此,应根据地区及季节合理选用机油的规格型号。

堵塞及压力过高的影响

空压机机油回油管堵塞。因为发动机打气泵是由发动机的主油道供给机油的,若是空压机机油回油管堵塞,机油无法回到发动机的油底壳内,造成空压机曲轴箱里充满机油,油面上升,机油被迫窜入气缸内而导致窜油,同时,还会造成气泵两端严重漏油。

空压机上的空气过滤器芯堵塞,使气泵进气阻力增大,进气量减小,气缸中的空气变得稀薄,从而增加了气缸的吸油作用,引起空压机窜油。

发动机的机油压力过高,有时也会使空压机窜油。

空压机窜油的危害

(1)空压机窜油后,机油便窜入汽车储气筒,当汽车制动时,这些机油就进入了制动阀,时间一长,便使阀门里的橡胶密封件膨胀松弛,造成判动控制工作失灵。同时,机油还会使制动软管和制动皮碗早期腐蚀损坏,影响行车安全。

(2)机油窜入空压机机缸盖后,由于较高,使空压机缸盖上的排气阀及阀门弹簧容易出现胶结现象,从而影响空压机的正常工作,更后导致空压机不工作。

(3)空压机窜油后,会使发动机的机油消耗增加,即影响发动机的润滑,又增加车辆的运输成本,而且使发动机排放超标,造成环境污染。

结束语

通过活塞环环槽的改进,提高了表面粗糙度和装配的精密度,保证了环与环槽在缸内的气密性。使用改进的活塞环槽,合理选用、正确装配活塞环,并考虑材料、工作温度等因素;经常检查回油管路及进气是否畅通,按照标准更换发动机机油及机油滤芯,可以有效地对空压机窜油的危害进行更好的控制和解决。