冷凍機(jī)油選型全解

    冷凍機(jī)油主要用于潤(rùn)滑冷凍機(jī)中需要潤(rùn)滑的部位，與壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能和使用壽命有密切關(guān)系，所以它的選擇和應(yīng)用，都是非常的重要。

    一、冷凍機(jī)的工作特點(diǎn)

    冷凍機(jī)按其結(jié)構(gòu)可分為活塞式(或往復(fù)式)、回轉(zhuǎn)式(包括螺桿式、轉(zhuǎn)子式及滑片式等)以及離心式(或透平式)等3類。在活塞式制冷機(jī)中需要潤(rùn)滑的部位有活塞與汽缸壁、連桿軸瓦與活塞銷或曲柄銷、主軸頸與前后軸承軸瓦、曲軸箱、軸封及閥門等。而螺桿式制冷機(jī)中需要潤(rùn)滑的部位則有凸凹螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)嚙合部分、螺桿前后的滑動(dòng)軸承、主動(dòng)螺桿的平衡活塞等。離心式制冷機(jī)中需要潤(rùn)滑的部位有增速齒輪、主軸承、軸端密封面等。由于活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)可能有部分潤(rùn)滑油進(jìn)入氣缸并隨高速氣體帶入系統(tǒng)中，同時(shí)由于潤(rùn)滑油蒸發(fā)也可能進(jìn)入系統(tǒng)中與制冷劑混合，混合后的潤(rùn)滑油經(jīng)過分離器大部分可以分離，也有少量仍隨制冷劑進(jìn)入冷卻

器等設(shè)備內(nèi)。溫度降低，潤(rùn)滑油冷凝，附著在冷卻器和系統(tǒng)的管壁形成油膜，使傳熱效果降低，冷藏室的溫度增高。另一方面，高壓制冷劑氣體也可能滲漏到潤(rùn)滑油中，使?jié)櫥拖♂尅?

    二、冷凍機(jī)油的主要功能

    (1) 潤(rùn)滑摩擦面，使摩擦面完全被油膜分隔開來，從而降低摩擦功、摩擦熱和磨損；
    (2) 冷凍機(jī)油的流動(dòng)帶走摩擦熱，使摩擦零件的溫度保持在允許范圍內(nèi)；
    (3) 在密封部位充滿油，保證密封性能，防止制冷劑的泄漏；
    (4) 油的運(yùn)動(dòng)帶走金屬摩擦產(chǎn)生的磨屑，起到清洗摩擦面的作用；

    (5) 為卸載機(jī)構(gòu)提供液壓的動(dòng)力。

    三、冷凍機(jī)油的分類

    一類是傳統(tǒng)的礦物油;另一類是合成的多元醇酯類油如POE(PolyolEster)，常稱聚酯油PAG(PolyalkyleneGlyco1)也是合成的聚(乙)二醇類潤(rùn)滑油， 它們中文名不十分統(tǒng)一。POE油不僅能良好地用于HFC類制冷劑系統(tǒng)中，也能用于烴類制冷劑。PAG油則可用于HFC類、烴類及氨作為制冷劑的系統(tǒng)中。

    四、冷凍機(jī)油的性能要求

    ⑴合適的粘度

    冷凍機(jī)油的粘度除了要保證各運(yùn)動(dòng)部件的磨擦面有良好潤(rùn)滑性以外，還要從制冷機(jī)中帶走部分熱量，以及起到密封作用。如果制冷機(jī)所使用的制冷劑對(duì)冷凍機(jī)油互溶性較大時(shí)，應(yīng)考慮使用粘度較大的油品，以克服潤(rùn)滑油被制冷劑稀釋后的影響。

    ⑵較低的傾點(diǎn)、絮凝點(diǎn)和R12的不溶物含量

    由于制冷機(jī)的工作溫度變化范圍較大，如氨制冷劑在壓縮時(shí)可高至160℃，而膨脹又下降至-10℃。因此冷凍機(jī)油的傾點(diǎn)要低，一般約低于冷凍溫度10℃，而且油的粘溫特性要好。以保證冷凍機(jī)油在低溫下能從蒸發(fā)器返回壓縮機(jī)。鹵化烴類R12制冷劑和冷凍機(jī)油混合會(huì)產(chǎn)生石蠟等沉淀，即石蠟和石油樹脂在高于油的濁點(diǎn)前就會(huì)凝結(jié)。它會(huì)堵塞冷卻系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與制冷設(shè)備的管線，影響設(shè)備的熱交換，因此應(yīng)檢驗(yàn)冷凍機(jī)油中的R12不溶物的含量，含量越低越好。這種檢驗(yàn)方法可檢驗(yàn)油中不 同熔點(diǎn)石蠟和可能含有樹脂物質(zhì)的含量是否符合要求。絮凝點(diǎn)也是檢驗(yàn)冷凍機(jī)油與制冷劑混合液在一定溫度下析出石蠟可能沉淀出不溶性極性物質(zhì)的一種使用性能指標(biāo)，冷凍機(jī)油的絮凝點(diǎn)一定不能高于蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度。

    ⑶揮發(fā)性小，閃點(diǎn)高

    冷凍機(jī)油的揮發(fā)量愈大，隨制冷劑循環(huán)的油量也愈多，因此要求冷凍機(jī)油的餾份范圍愈窄愈好，閃點(diǎn)亦應(yīng)高于制冷機(jī)排氣溫度25～30℃以上。

    ⑷良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱氧化穩(wěn)定性

    制冷機(jī)工作中的最后壓縮溫度可達(dá)130℃～160℃，在此溫度下冷凍機(jī)油會(huì)受熱而不斷分解變質(zhì)，生成積炭而導(dǎo)致制冷機(jī)產(chǎn)生故障與磨損。另一方面油的分解產(chǎn)物會(huì)與制冷劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使制冷效果變壞，生成的酸性物質(zhì)又會(huì)強(qiáng)烈腐蝕制冷機(jī)部件。因此要求冷凍機(jī)油有良好的熱氧化穩(wěn)定性，在出口閥的高溫下不結(jié)焦、不炭化，同時(shí)要求冷凍機(jī)油具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，避免與制冷劑，如鹵化烴(RCI、RF)類作用生成酸性腐蝕物質(zhì)。

    ⑸不含水和雜質(zhì)

    因?yàn)樗谡舭l(fā)器結(jié)冰會(huì)影響供熱效率，與制冷劑接觸會(huì)加速制冷劑分解并腐蝕設(shè)備，所以冷凍機(jī)油不能含水和雜質(zhì)。

    ⑹其他

    冷凍機(jī)油還應(yīng)有良好的抗泡性，對(duì)橡膠、漆包線等材料不溶解、不膨脹。在封閉式制冷機(jī)中使用時(shí)應(yīng)有良好的電絕緣性。

    五、選擇冷凍機(jī)油應(yīng)考慮的因素

    (1) 粘度

    壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，使用冷凍機(jī)油的粘度應(yīng)越大，實(shí)際使用中一般低速立式雙缸壓縮機(jī)可使用L-DRAl5號(hào)冷凍油，中速和高速多缸壓縮機(jī)應(yīng)使用L-DRA22號(hào)或L-DRA32號(hào)冷凍油，某些高速重載壓縮機(jī)的發(fā)熱量大，油溫高，氣溫也高，最好使用L-DRA46號(hào)或L-DJRA68號(hào)冷凍油。

    (2) 熱穩(wěn)定性

    熱穩(wěn)定性一般用冷凍機(jī)油的閃點(diǎn)來衡量。閃點(diǎn)是指冷凍機(jī)油的蒸汽遇火后發(fā)生閃火的溫度。冷凍機(jī)油的閃點(diǎn)必須高于壓縮機(jī)的排氣溫度，如R717，R12，R22壓縮機(jī)使用的冷凍機(jī)油閃點(diǎn)應(yīng)在160℃以上。

    (3) 流動(dòng)性

    冷凍機(jī)油應(yīng)有良好的低溫下的流動(dòng)性，在蒸發(fā)器內(nèi)，因溫度低、油的粘度增大，流動(dòng)性變差，當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)冷凍機(jī)油停止流動(dòng)，此時(shí)的溫度稱油的凝固點(diǎn)。制冷機(jī)的冷凍機(jī)油要求凝固點(diǎn)要低，特別是低溫制冷機(jī)對(duì)油的凝固點(diǎn)要求很重要。否則流動(dòng)性降低，既影響蒸發(fā)器的傳熱又影響機(jī)器的潤(rùn)滑。各種冷凍油的凝固點(diǎn)都在-40℃以下，能夠滿足一般用途的制冷機(jī)的使用需要。蒸發(fā)溫度再低時(shí)，可使用精密儀器油，其凝固點(diǎn)一般不高于-60℃。

    (4) 溶解性

    各種制冷劑與冷凍機(jī)油相溶是不相同的，大致分三大類： 一類為相互不溶解的，一類為相互無限溶解的，再一類是介于上述二者中間的。關(guān)于溶解性的利弊在制冷劑一節(jié)已有論述，這里不再重復(fù)。

    (5) 濁點(diǎn)

    冷凍機(jī)油開始析出石蠟(油變混濁)時(shí)的溫度稱為濁點(diǎn)，當(dāng)有制冷劑存在時(shí)，冷凍機(jī)油的濁點(diǎn)會(huì)下降。

    (6) 此外，全封閉和半封閉制冷機(jī)對(duì)冷凍機(jī)油的電擊穿電壓有一定的要求，一般要求在25kV以上。

    六、冷凍機(jī)油變質(zhì)的主要原因

    (1) 混入水分

    由于制冷系統(tǒng)中滲入空氣，空氣中的水分與冷凍機(jī)油接觸后混合進(jìn)去；制冷劑中含水量較多時(shí)，也會(huì)使水分混入冷凍機(jī)油。冷凍機(jī)油中混入水分后，粘度降低，對(duì)金屬造成腐蝕。在氟利昂制冷系統(tǒng)中，還會(huì)引起“冰塞”現(xiàn)象；

    (2) 氧化

    冷凍機(jī)油在使用過程中，當(dāng)壓縮機(jī)的排氣溫度較高時(shí)，就有可能引起氧化變質(zhì)，特別是化學(xué)穩(wěn)定性差的冷凍機(jī)油，更易變質(zhì)，經(jīng)過一段時(shí)間，冷凍機(jī)油中會(huì)形成殘?jiān)?，使軸承等處的潤(rùn)滑變壞。有機(jī)填料、機(jī)械雜質(zhì)等混入冷凍機(jī)油中也會(huì)加速它的老化或氧化；

    (3) 冷凍機(jī)油混用

    幾種不同牌號(hào)的冷凍機(jī)油混合使用時(shí)，會(huì)造成冷凍機(jī)油的粘度降低，甚至?xí)茐挠湍さ男纬?，使軸承受到損害；如果兩種冷凍機(jī)油中，含有不同性質(zhì)的抗氧化添加劑，混合在一起時(shí)，就有可能產(chǎn)生化學(xué)變化，形成沉淀物，使壓縮機(jī)的潤(rùn)滑受到影響，故使用時(shí)要注意。

    (4) 冷凍機(jī)油中有雜質(zhì)。

    七、冷凍機(jī)油的選擇標(biāo)準(zhǔn)

    冷凍機(jī)油的規(guī)格品種很多，為了保證制冷壓縮機(jī)的正常運(yùn)行，必須了解冷凍機(jī)油的性能，并能正確選用。冷凍機(jī)油的性能可由很多指標(biāo)來決定，以下簡(jiǎn)要介紹其主要質(zhì)量指標(biāo)。

    粘度，粘度是潤(rùn)滑油最重要的性能參數(shù)之一，它決定了滑動(dòng)軸承中油膜的承載能力、摩擦功耗和密封面的密封能力。粘度的大小通常以運(yùn)動(dòng)粘度來表示，法定單位是m2/s，常用單位是斯（st）和厘斯（cst）。1st=10-4m2/s=25px2/s，1cst=10-6m2/s=1mm2/s。

    制冷壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油粘度必須合適，粘度過大，油膜承載能力大，易于保持液體潤(rùn)滑，但流動(dòng)阻力大，壓縮機(jī)的摩擦功耗和啟動(dòng)阻力將增大；粘度過小，流動(dòng)阻力小、摩擦熱量少，但不易形成潤(rùn)滑油膜，同時(shí)也影響密封性。由于制冷壓縮機(jī)在工作中高壓側(cè)制冷劑的排氣溫度高，希望潤(rùn)滑油的粘度不應(yīng)過小。又由于低壓側(cè)吸入的低溫氣體，此時(shí)潤(rùn)滑油的粘度又不應(yīng)過大。各種潤(rùn)滑油的粘度都是隨溫度的升高而有不同程度的下降。在制冷壓縮機(jī)中要選用粘度隨溫度變化盡可能小的潤(rùn)滑油，即專用的冷凍機(jī)油。潤(rùn)滑油的粘度還與制冷工質(zhì)在潤(rùn)滑油中的互溶性有關(guān)。如氨和潤(rùn)滑油不相溶，應(yīng)選用較低粘度的潤(rùn)滑油。

    可以根據(jù)一下幾個(gè)方面選擇冷凍機(jī)油：

    1.根據(jù)壓縮類型選用潤(rùn)滑油

    冷凍機(jī)的壓縮機(jī)有活塞式、螺桿式和離心式三種，前兩種的潤(rùn)滑油與被壓縮的制冷劑直接接觸，要考慮到潤(rùn)滑油和制冷劑之間的相互影響問題。離心式所用的潤(rùn)滑油只是用來潤(rùn)滑轉(zhuǎn)子軸承，也可根據(jù)負(fù)荷及轉(zhuǎn)速的大小選用。

    2.根據(jù)制冷劑的類型選用潤(rùn)滑油

    與制冷劑直接接觸的潤(rùn)滑油，要考慮二者之間的相互影響。如氟里昂一類的制冷劑能溶于礦物油，因而選用的潤(rùn)滑油粘度等級(jí)，應(yīng)比使用不溶性制冷劑的高一個(gè)等級(jí)，以防止?jié)櫥捅幌♂尯蟛荒鼙ＷC潤(rùn)滑。另外，還應(yīng)注意混入制冷劑中的少量潤(rùn)滑油會(huì)不會(huì)影響制冷系統(tǒng)的工作。冷凍機(jī)油的絮凝點(diǎn)便是檢查混入制冷劑中的潤(rùn)滑油是否析出蠟結(jié)晶而使制冷系統(tǒng)堵塞的質(zhì)量指標(biāo)。

    3.根據(jù)制冷劑的蒸發(fā)溫度選用潤(rùn)滑油

    一般來說，制冷劑蒸發(fā)溫度低的冷凍機(jī)，應(yīng)選用凝點(diǎn)低的冷凍機(jī)油，以免被制冷劑攜帶到制冷系統(tǒng)中的潤(rùn)滑油凝結(jié)在節(jié)流閥和蒸發(fā)器上，影響制冷效率。用氨作制冷劑的冷凍機(jī)，所用潤(rùn)滑油的凝點(diǎn)應(yīng)低于蒸發(fā)溫度。用氟里昂作制冷劑的，潤(rùn)滑油的凝點(diǎn)可稍高于蒸發(fā)溫度。

    4.根據(jù)冷凍機(jī)的工作條件選用潤(rùn)滑油