有油往復式比無油往復式空壓機的壽命長? 也對也不對…

我們經常聽到使用有油式空壓機的客戶告訴我們，廠商告訴他們使用工業潤滑油的有油往復式空壓機 (不論是開放型或靜音型) 比無油往復式空壓機使用壽命來的長；通常我並不會有任何評論，因為這樣的說法如果是工業型有油往復式空壓機與商業型無油往復式空壓機 (下列圖面的無油往復式機體) 比較是正確的、如果是工業型有油往復式空壓機國產/中國品牌與工業型無油往復式空壓機國產/中國品牌(目前大部分的往復式空壓機多是中國製造進口機體的)比較也是對的、再者有油往復式空壓機國際品牌與無油往復式空壓機國際品牌比較也可能是對的 (但是有些品牌則壽命相當) 。但是如果是其他情境則不見得是對的，我們只能夠說一般通則上面三種比較是對的。下列幾種比較就不一定是對的了：

中國/國產工業型有油往復式空壓機品牌與國際品牌工業型無油往復式空壓機(指具備自主生產空壓機體品牌).
中國/國產商用型有油往復式空壓機(下圖類型的空壓機機體) 與任何工業型無油往復式空壓機 (這將不在本次討論範疇內).

首先，通常我們會以空壓機是否經得起持續運轉以及每年馬達啟動運轉的時數多寡來定義空壓機屬於哪類型，我們來看看各類型空壓機的定義如下：

一般每年啟動運轉時數超過1,000小時 (含) 以上 ( 每日運轉運轉4小時(含) 以上 ) 可以定義為工業型空壓機；實際上，目前市面上許多商用型空壓機機體 (上面機體圖面) 從中國進口，每年馬達啟動運轉時數往往達不到500小時。

往復式空壓機運轉時, 有油式機體內腔溫度會高達攝氏180度C，而無油式機體內腔溫度更會高達攝氏250度以上；之所以機體溫度會有將近攝氏70度C的差異主要在於有油式空壓機的工業潤滑油具有降溫、密封與潤滑的功能，而無油式機體則完全必須靠機體設計來決定其能效與機體壽命。有油式往復式空壓機因為使用工業化學潤滑油，所以設計者通常會採用單級壓縮設計將 1 atm 的大氣, 透過吸氣入機體氣缸–>活塞連桿往復作動–>排氣出機體外部儲氣桶以獲得 7~9 bar 的壓縮空氣。而國際除了少數品牌，無油往復式空壓機機體設計也通常採單級壓縮設計，因為這樣的設計可以：

減少一組中間冷卻器 (第一段壓縮產生的高溫得以在進入第二段機體前降溫)
往復式機體零部件, 包括 : 氣缸蓋, 氣缸, 活塞, 活塞環, 襯墊或O型環…種類減少.
機體氣缸活塞可以全部用來輪動壓縮空氣以獲得特定排氣量, 所以機體氣缸可以縮小.

空壓機最高操作壓力設計基礎 7~9 bar，機體採用單級壓縮設計的壓縮比為7~9，因為有油往復式空壓機的技術較成熟競爭較多，所以採用工業潤滑油來降溫, 潤滑並維持利潤是可行的；但是無油往復式空壓機本身並無潤滑油來降溫與潤滑，多採用鐵氟龍環或特殊高分子密合材料來克服高溫與磨耗的挑戰，這個時候就看各家的技術與設計決定空壓機機體壽命了！例如：日本岩田無油往復式空壓機採用機體雙級壓縮 (請參考下列動畫單級壓縮與雙級壓縮示意圖) 的設計與高分子密合材料的技術來設計，雙級設計降低每一段的壓縮比藉以提高能效及降低壓縮熱，藉此提高機體壽命!

上圖為單缸設計, 如果空壓機的排氣量需要更多, 則會以相同缸徑增加一缸就會成為雙缸設計, 增加相同缸徑兩缸就會變成三缸設計; 因此所有的缸徑大小都一樣.

上圖為雙級壓縮的機體, 大氣由左上進氣過濾器吸入到第一級壓縮較大的氣缸之後進行壓縮昇壓到 2.5~3.0 bar, 然後流經鰭片式銅管冷卻器降溫再進入右側較小缸徑的氣缸壓縮昇壓到7.0~9.0 bar. 如果需要更大的排氣量則會採用增加第一段相同缸徑的氣缸一組成為雙缸, 然後第二段氣缸變大的方式; 或者第一段氣缸變大並增加一組相同缸徑氣缸, 第二段氣缸也變大的設計…

實務上，岩田無油往復式空壓機 (靜音型或開放型) 除了機體技術是雙級壓縮的設計，又針對往復式機體高溫的特質增加了第二段強制冷卻設計(請見下圖左側), 並採用專利高分子密合材料設計活塞(請見下下圖)；因此空壓機使用壽命正常保養與岩田有油往復式空壓機相當。但是額外取得了高品質壓縮空氣品質，並完全不使用任何空壓機機體內腔潤滑油，沒有失油燒結風險，減少了不少因為零件耗材數量較多而產生較多故障點的風險….。

有油往復式與無油往復式空壓機體保養週期比較

我們選擇以日本岩田有油往復式與無油往復式空壓機保養週期來比較有油往復式與無油往復式空壓機的狀況；從下表可以看出，由於有油式空壓機因為工業化學潤滑油以及環境影響油質的緣故，許多零件部品更換與否有賴定期或每年拆開機體活塞氣缸進行檢查來決定零件部品耗材壽命與更換與否！因為潤滑油會增加影響機體壽命的變化，所以無法明確確認該更換的週期。

有油往復式機體保養週期

除了必須每日透過觀油鏡檢查潤滑油油位是否合理以及美週清潔檢查進氣濾心是否需要更換；基本上，有油往復式空壓機機體每年必須拆開更換襯墊，最長每四年必須更換活塞環與壓縮環等部品零件。其餘都是依靠每年拆開檢查磨損狀況來決定是否更換，或者是定期巡迴檢查時觀察量測震動噪音來決定是否拆開檢查磨耗狀況….

無油往復式機體保養週期

無油往復式機體基本上每四年更換氣缸蓋與氣缸的襯墊與O型環；每六年更換軸承, 氣缸蓋及高分子密合材料樹酯活塞。高分子密合材料樹酯活塞具有材料自動舒展的專利特性，能夠在活塞環與氣缸壁往復作動磨損時，舒展後將損耗掉的間隙補上 (因此如果沒有使用必須每半年啟動運轉30分鐘)，所以能夠一直維持氣量不衰減的特性！

最後，未來服務工業為何鍾情於推廣無油渦卷式空壓機？因為不論是與有油往復式空壓機或者是無油往復式空壓機比較，日本岩田無油渦卷式空壓機因為非對稱橢圓圓周的特性運轉壽命長或其他高空氣品質與靜音特質都相對優異不少，這也是我們專注的原因…。

我們仍舊強烈建議密閉空調診療或工作空間，確保設備與人員安心健康，無油式空壓機都是比較合適的解決方案！

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