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第1章 可靠性工程概述 1

1.1可靠性工程的发展及其重要性 1

1.2产品质量与可靠性的关系 3

1.3可靠性定义及故障的分类 4

1.4可靠性特征量 6

1.5产品故障率浴盆曲线 10

1.6可靠性从何入手——与故障做斗争 11

1.7可靠性设计概述 11

1.8可靠性设计经验 12

1.9可靠性设计辅助措施 13

1.10失效物理技术研究和机械可靠性设计方法 14

1.10.1失效物理的研究内容 14

1.10.2安全系数法 14

1.10.3机械可靠性设计方法 15

1.10.4机械可靠性设计方法分类 15

参考文献 17

第2章 变频空调系统可靠性设计与分析 18

2.1变频空调的工作原理和控制特点 18

2.1.1变频空调的工作原理 18

2.1.2变频空调的控制特点 18

2.1.3变频空调的电路基本原理及结构 21

2.2变频空调系统可靠性的控制要点 26

2.3变频空调可靠性设计应遵循的原则 27

2.4变频空调主要系统部件故障模式及影响分析（FMEA）表 31

参考文献 35

第3章 变频空调系统可靠性试验技术 36

3.1可靠性试验技术概述 36

3.1.1可靠性试验的目的 36

3.1.2可靠性试验的分类 36

3.2变频空调系统可靠性研制试验 38

3.2.1可靠性增长摸底试验的目的 38

3.2.2与可靠性增长试验的区别 38

3.2.3试验验证思路 39

3.2.4试验对象选取 39

3.2.5试验应力 39

3.2.6试验剖面 41

3.2.7试验时间 42

3.2.8试验台的建设或选取 42

3.3变频空调的可靠性验证试验 43

3.3.1统计试验分类 43

3.3.2统计试验方案选取原则 45

3.3.3试验前应具备的基本条件 45

3.3.4参数确定原则 45

3.4寿命试验和加速寿命试验 46

3.4.1寿命试验 46

3.4.2加速寿命试验 50

3.4.3常见加速模型 52

3.4.4加速寿命试验类型及恒定应力加速寿命试验分布 53

3.4.5变频空调系统加速寿命试验流程 55

3.4.6变频空调系统加速寿命试验方案设计 56

3.4.7变频空调系统加速寿命试验研究案例 60

参考文献 65

第4章 变频空调系统核心部件压缩机原理及可靠性控制概述 68

4.1制冷压缩机工作原理及分类 68

4.1.1压缩机工作原理 68

4.1.2压缩机分类 68

4.2滚动转子压缩机工作原理、结构、特点 70

4.2.1工作原理 70

4.2.2小型全封闭式压缩机主要结构形式 71

4.3涡旋压缩机工作原理、结构、特点 72

4.3.1工作原理 72

4.3.2结构组成 72

4.3.3涡旋压缩机总体特点 73

4.4双级增焓压缩机工作原理、结构、特点 73

4.4.1工作原理和结构组成 73

4.4.2双级增焓压缩机的特点 74

4.4.3双级增焓压缩机的优势 74

4.5制冷空调系统压缩机可靠性控制思路 74

4.5.1变频压缩机可靠性核心控制点 75

4.5.2压缩机在制冷空调系统中的核心可靠性评价指标 76

参考文献 76

第5章 变频空调系统核心部件压缩机回油可靠性控制与评价 77

5.1变频空调系统压缩机回油循环机理 77

5.1.1润滑油在压缩机中的作用 78

5.1.2压缩机内部润滑循环要求 78

5.1.3变频系统回油循环机理 80

5.2压缩机回油核心可靠性控制参数 81

5.2.1压缩机回油核心控制中润滑油的关键特性 81

5.2.2压缩机内回油状态判断的核心参数 84

5.2.3压缩机回油核心参数油温过热度的判断依据 86

5.2.4新制冷剂润滑油选用 87

5.2.5压缩机回油控制核心设备设计要求 89

5.3变频空调系统压缩机回油失效模式 91

5.4压缩机在变频空调系统中回油可靠性验证 94

5.4.1变频空调系统回油临界点的确定 94

5.4.2变频空调临界点的试验剖面设计验证 94

5.5系统回油控制技术方法应用指引 96

5.5.1润滑油选用案例 97

5.5.2气液分离器优化 99

5.5.3压缩机机构改良 102

5.5.4系统回油控制方法 103

参考文献 105

第6章 变频空调系统核心部件压缩机回液可靠性控制与评价 106

6.1制冷空调系统回液的产生因素及机理 106

6.1.1液击产生机理 106

6.1.2润滑油稀释的产生及机理 107

6.2压缩机回液可靠性核心控制参数 108

6.2.1液击的核心控制参数及方法要求 109

6.2.2混合回液的核心控制参数及方法要求 109

6.2.3润滑油稀释的核心控制参数及方法要求 110

6.3变频空调压缩机回液失效模式 111

6.3.1液击 111

6.3.2带液启动 112

6.4压缩机在变频空调系统中回液可靠性验证 112

6.4.1变频空调系统测试中液击的判断方法 113

6.4.2变频空调系统回液临界点确定 115

6.4.3变频空调回液临界点的试验剖面设计验证 116

6.5变频空调系统回液控制方法应用指引 118

6.5.1系统参数调节控制 119

6.5.2气液分离器的改良 120

参考文献 123

第7章 变频空调系统核心部件压缩机过热可靠性控制与评价 124

7.1压缩机过热的产生因素及机理 124

7.1.1压缩机过热的表现及影响 124

7.1.2过热对润滑油的影响 125

7.2压缩机过热可靠性核心控制参数 125

7.2.1压缩机绕组温度 126

7.2.2压缩机电流 128

7.2.3系统参数 129

7.3变频空调压缩机过热失效模式 130

7.3.1压缩机电机烧毁 131

7.3.2压缩机过载 131

7.3.3压缩机电机过热 132

7.4压缩机在变频空调系统中过热可靠性验证 134

7.4.1变频空调系统测试中过热的判断方法 134

7.4.2变频空调系统过热方案的确定 134

7.4.3变频空调临界点的试验剖面设计验证 134

7.5压缩机过热控制方法应用指引 135

7.5.1系统参数调节控制案例 135

7.5.2功能保护的增加 136

7.5.3过载保护的装配与设置优化 138

参考文献 139

第8章 变频空调系统核心部件四通阀的可靠性控制与评价 140

8.1四通阀的结构与原理 140

8.1.1基本结构 140

8.1.2工作原理 140

8.2四通阀核心控制参数 141

8.2.1基本参数 141

8.2.2中间流量 142

8.2.3四通阀换向条件 142

8.3四通阀的主要失效模式 144

8.3.1串气 144

8.3.2换向不良 146

8.3.3液击 146

8.3.4四通阀振动、异响 147

8.4四通阀在变频空调系统中的可靠性验证 148

8.4.1四通阀选型基本条件确认 148

8.4.2四通阀在整机中失效点的试验验证 148

8.4.3变频空调四通阀的试验剖面设计验证 149

8.5四通阀在变频空调系统中的应用指引 150

8.5.1四通阀结构本体优化——基于螺纹防松原理的四通阀结构优化 150

8.5.2四通阀在整机中的安装要点 150

8.5.3基于增加中间流量的四通阀结构优化 152

8.5.4四通阀控制优化 153

参考文献 155

第9章 变频空调系统核心部件电子膨胀阀的可靠性控制与评价 156

9.1电子膨胀阀的结构和原理 156

9.2电子膨胀阀在变频空调上的应用 157

9.3电子膨胀阀可靠性核心控制参数 157

9.3.1泄漏量 157

9.3.2流量特性 157

9.3.3全开脉冲数 158

9.3.4转折点脉冲数 158

9.3.5基本参数 158

9.4电子膨胀阀的主要失效模式 158

9.4.1消磁 158

9.4.2阀体泄漏 158

9.4.3内泄漏 160

9.4.4卡死 160

9.4.5噪声 161

9.4.6失步 161

9.5电子膨胀阀及其在变频空调系统中的可靠性验证 162

9.5.1尺寸的测量方法 162

9.5.2气密性试验方法 162

9.5.3开阀脉冲（针对全闭无流量阀）试验方法 162

9.5.4最大动作压差试验方法 163

9.5.5转折点脉冲数试验方法 163

9.5.6空气流量试验方法 164

9.5.7压力试验方法 164

9.5.8破坏强度试验方法 164

9.5.9噪声试验方法 164

9.5.10耐高温试验方法 165

9.5.11耐低温试验方法 165

9.5.12耐温度变化试验方法 165

9.5.13耐振动试验方法 165

9.5.14整机性能、噪声及可靠性试验方法 165

9.5.15寿命试验方法 166

参考文献 166

第10章 变频空调系统核心部件电机可靠性控制与评价 167

10.1电机的种类和原理 167

10.1.1电机的种类及频率控制原理 167

10.1.2直流变频电机工作原理 168

10.2直流电机可靠性的核心控制指标 169

10.2.1电机温升 169

10.2.2高温和低温环境运行 170

10.2.3启动 171

10.2.4过流 171

10.3直流电机在变频空调系统中的失效模式 171

10.3.1运行中报风机故障 171

10.3.2电机烧毁 172

10.3.3轴承卡死 173

10.3.4噪声 173

10.4直流电机在变频空调系统中的可靠性验证 174

10.4.1转速与耐压试验方法 174

10.4.2风档转换试验方法 175

10.4.3断/上电冲击试验方法 175

10.4.4最低工作电压和电压波动试验方法 175

10.4.5恶劣环境尘土试验方法 175

10.4.6跌落和耐振动试验方法 176

10.4.7极端温度波动循环试验方法 176

10.4.8噪声变大试验方法 176

10.4.9电机保护动作试验方法 176

10.4.10模块高温试验方法 176

10.4.11整流桥温度试验方法 177

10.4.12变负载启动试验方法 177

10.4.13低环境温度启动试验方法 177

10.5电机在变频空调系统中的可靠性验证案例 177

参考文献 180