在大、中型汽车空调压缩机工作过程中，一部分冷冻机油因受高温的影响也随着汽化，混合在制冷剂中排出。当其进入冷凝器和蒸发器后，就会在管壁上凝结成一层油膜，油膜的热导率很小，这样会导致冷凝器和蒸发器的传热效率降低，从而降低了制冷效率。特别是回转式制冷压缩机（如螺杆式压缩机等），其冷冻机油不仅起润滑作用，而且还起密封和冷却作用，所以一般喷油量较大。因此，制冷剂气体中的冷冻机油应当在压缩之后设法排回压缩机，而油分离器起的正是这个作用。
图所示是油分离器的结构。它安装在压缩机和冷凝器之间，由筒体、滤网、浮球阀、进气管、排气管及手动回油阀等组成，一般在大型豪华客车或列车上才采用此装置。
油分离器结构
1—进气管 2—排气管 3—滤网 4—手动回油阀 5—浮球阀 6—回油阀 7—筒体
油分离器的工作过程如下：当压缩机排出的高压气体进入油分离器时，由于通路面积突然增大，气体流速突然降低，流动方向发生变化（因进、排气管的方向不同），以及由于油分离器内滤网的阻挡，所以气体中夹带的油蒸气和油滴因密度大而与气体分离，聚积在容器的底部，只有极少量混在气体中被带到冷凝器和蒸发器中去。当油分离器底部聚集的冷冻机油量足够使浮球浮起时，浮球阀门被打开，积存的油便被压回到压缩机的曲轴箱里，使压缩机的油位能保持正常，确保它安全运转。当油分离器中油量减少后浮球也随着降低，在油位下降到一定位置时，浮球阀即自动关闭。
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