旅客列車空調(diào)裝置運用故障分析及建議

周剛 宋鑫

中圖分類號：U279 文獻標(biāo)識碼：A

摘要：通過時旅客列車空調(diào)裝置運用中發(fā)生的制冷故障進行統(tǒng)計和分析，提出了提高客車空調(diào)裝置運用質(zhì)量的幾點建議。

關(guān)鍵詞：鐵道車輛；客車；空調(diào)裝置；制冷故障

一、引言

旅客列車空調(diào)裝置通常由通風(fēng)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)四個基本部分組成。客車空調(diào)裝置通過將一定量的車外新鮮空氣和車內(nèi)再循環(huán)空氣混合后，經(jīng)過過濾、冷卻或加熱、減濕或加濕等處理，以一定的流速送入車內(nèi)，并將車內(nèi)一定量的污濁空氣排出車外，以實現(xiàn)車內(nèi)濕度和溫度良好地保持在人體感覺舒適的范圍內(nèi)。由于冬季客車主要采用鍋爐或電加熱器的采暖方式，因此在夏季，客車空調(diào)裝置的制冷系統(tǒng)保證旅客乘坐的舒適性就顯得尤為重要?？蛙嚳照{(diào)裝置的制冷系統(tǒng)主要由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流裝置、干燥過濾器、氣液分離器等組成。

空調(diào)裝置故障導(dǎo)致制冷效果不良的較多，主要由壓縮機老化、系統(tǒng)泄漏、過濾器堵塞等原因?qū)е隆挠嘘P(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，因管路、干燥過濾器、冷凝器泄漏等造成壓縮機缺氟的系統(tǒng)泄漏故障占40.7%而由于蒸發(fā)器、冷凝器腐蝕、壓縮機故障、系統(tǒng)配件老化等造成系統(tǒng)制冷不良的故障占59.3%。從發(fā)生空調(diào)裝置故障的客車投入運用時間來看。客車使用年限在5年～10 年的占25.9%10年以上的占74.1%。

二、制冷故障的原因分析

通過對空調(diào)裝置制冷系統(tǒng)故障的現(xiàn)車檢查和處理情況分析，認(rèn)為造成制冷不良故障的原因主要有以下幾個方面。

2.1制冷系統(tǒng)泄漏（低壓繼電器動作）

（1）空調(diào)裝置使用時間較長，蒸發(fā)器及冷凝器管壁因氧化、腐蝕變薄，局部出現(xiàn)泄漏。

（2） 在蒸發(fā)器及冷凝器的彎頭連接處易形成局部高壓、接頭因銹蝕及震動容易泄漏甚至斷裂。

（3）干燥過濾器接頭及自身焊縫因腐蝕、震動，易產(chǎn)生泄漏或折斷。

（4） 因制冷劑在整個系統(tǒng)中循環(huán)，各接口處（包括工藝管）因銹蝕、氧化，而出現(xiàn)緩慢泄漏。

2.2制冷系統(tǒng)高壓保護（高壓繼電器動作）

（1）蒸發(fā)器及冷凝器翅片氧化、腐蝕較嚴(yán)重，影響蒸發(fā)器及冷凝器換熱。

（2）壓縮機使用時間長，活塞磨損，閥片關(guān)閉不嚴(yán)，影響壓縮機功效，需充注更多的制冷劑以彌補壓縮機功效較差狀況。

（3） 蒸發(fā)器、冷凝器使用時間較長，系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生雜質(zhì)及油污，影響蒸發(fā)器及冷凝器的換熱。

（4） 干燥過濾器、分配器（節(jié)流裝置）等部位由于使用時間較長，產(chǎn)生雜質(zhì)及油污，系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生堵塞，影響制冷劑的循環(huán)。

2.3系統(tǒng)不制冷（壓縮機燒損）

（1）因壓縮機運動件磨損，造成拉缸、粘缸、卡死等機械故障。

（2） 壓縮機使用時間長，電機繞組老化，絕緣不良，造成壓縮機斷線、燒損。

（3）壓縮機超負(fù)荷運行，排氣溫度太高，造成壓縮機燒損。

2.4制冷不良（制冷量不足）

（1）因使用時間長，過濾網(wǎng)未及時清掃，被灰塵或雜物堵塞，造成制冷不良。

（2）蒸發(fā)器、冷凝器使用時間長，因未及時進行清理，翅片積灰、過臟導(dǎo)致熱交換差，造成制冷不良。

（3）由于溫度控制器設(shè)定溫度高或動作不良而導(dǎo)致制冷效果差。

（4）因蒸發(fā)器結(jié)冰、熱交換差而造成制冷不良。為進一步分析制冷不良故障原因，對外界環(huán)境、空調(diào)機組狀態(tài)等對制冷系統(tǒng)的影響有更深刻的了解，我們對在運用和檢修中發(fā)現(xiàn)的制冷不良故障進行了檢測。

對客車YW25G 681576（于2011年投入使用）進行測試：外溫為34C，通電后4臺壓縮機正常工作，制冷效果明顯，工作電流為1OA左右（正常為8A左右）試車30分鐘車內(nèi)溫度從52c降至34 C，下午三點再次進行測試時，外溫為42℃，通電后4臺壓縮機工作l0分鐘后相繼亮制冷故障燈（共4個故障燈），排掉少量制冷劑后，壓縮機工作，但制冷效果差，出風(fēng)溫度高，車內(nèi)溫度降至32℃后基本不下降。在空調(diào)機組試驗臺上測試YZ25G 355204（于2011 年投入運用）制冷故障的空調(diào)機組，試驗間溫度為35C，當(dāng)充注制冷劑壓力（吸氣） 至0.6 MPa時（表壓）回氣管剛結(jié)露，回氣溫度為19℃， 壓縮機工作電流為1OA，回氣溫度、壓力、工作電流偏高（在外溫35℃情況下，正常回氣溫度為4-10℃，表壓為0.46MPa一0.85MPa壓縮機工作電流為8.5A左右）排掉少量制冷劑，制冷劑壓力（吸氣）至0.5MPa，壓縮機工作電流為9.5 A，回氣不結(jié)露，但制冷效果較差。如果繼續(xù)充入制冷劑，工作電流超過10A，回氣溫度會降低，但一旦外溫較高時系統(tǒng)將會亮制冷故障燈（高壓繼電器動作）。

通過以上對制冷故障的空調(diào)機組所進行的測試可以看出，投入運用時間約l2年的客車其空調(diào)裝置極易出現(xiàn)制冷故障。由于使用時間較長，其壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器等部件老化、腐蝕，在外界溫度不高時制冷作用還可以，但隨著外界溫度升高其制冷狀態(tài)就逐漸變差，當(dāng)外界溫度達到40C及以上時其制冷作用就更差。

其次，我們再以包頭車輛段一次典型性空調(diào)故障為例，進行分析：

2012年7月，包頭車輛段配屬的鋪鎮(zhèn)機車車輛廠制造的YW25G型空調(diào)客車681645投入運用后編掛并運行于包頭至廣州區(qū)間的K600次列車上，存在制冷量不足的問題，該車的空調(diào)機組為上海某公司制造的KLD29PQ型機組，制冷量29.1Kw。

問題調(diào)查及處理

包頭車輛段的技術(shù)人員在運用途中對機組進行了調(diào)查F比較和分析+采取了將車廂內(nèi)頂板的孔板式出風(fēng)口孔徑擴大，同時將原有的離心式通風(fēng)機的導(dǎo)流板直徑由256mm增加到280mm的改造措施制冷效果有了較明顯的改善。

2012年12月，該車又出現(xiàn)制冷效果不良現(xiàn)象，經(jīng)過對蒸發(fā)器F冷凝器的沖洗，并按使用說明書的要求重新抽真空灌注了，3.8kG的R22型制冷劑。以1位通風(fēng)機以及1位壓縮機為例+檢查充注前后的電流變化結(jié)果并無變化.這說明不是由制冷劑缺少而引起的。將制冷效果不良的這輛車中的臺壓縮機拆送到上海鐵路局昆山空調(diào)大修段進行壓縮機排量測試結(jié)果壓縮機排量均不合格。2013年8月，將這該車的壓縮機全部更新，并且更換了揚程更大的離心式通風(fēng)機，更新前全壓為200-450P，更新后全壓為250-560P，經(jīng)過第1次改造，制冷效果又恢復(fù)正常。

1.2013年暑期，現(xiàn)場又反映該車空調(diào)制冷效果不良，表現(xiàn)為高壓保護動作 包頭車輛段在高低壓壓力繼電器試驗臺和壓縮機排量試驗臺上對拆下的壓力開關(guān)以及壓縮機分別進行檢測結(jié)果壓縮機排量及壓力開關(guān)數(shù)值均合格。

同時，將空調(diào)機組送至上冷廠的熱工實驗室對冷凝器更換前后的出風(fēng)量進行了測試。從測試可以看出：冷凝器空氣通風(fēng)量更換前后變化很大，這說明冷凝器散熱翅片上積垢嚴(yán)重，通過風(fēng)量減少，使得熱交換不完全，造成高壓保護動作。為此將這輛車的冷凝器均換新，原有的冷凝器散熱盤管為4組更新后的盤管為5組，經(jīng)過這次更換后高壓保護動作故障消除。事實上，如果不更換新的冷凝器，而對冷凝器內(nèi)外表面進行徹底清潔，也能滿足冷凝器熱負(fù)荷的散熱要求。

從制冷效果不良故障的處理過程來看，在制冷系統(tǒng)中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題均可導(dǎo)致制冷狀態(tài)工作點的偏移而達不到設(shè)計要求或系統(tǒng)無法正常工作。隨著空調(diào)機組使用年限的增加機組各部都已開始逐步老化。蒸發(fā)器F冷凝器表面結(jié)垢嚴(yán)重壓縮機排量減小制冷效果下降的現(xiàn)象不僅在這輛車上表現(xiàn)出來在包頭車輛段配屬的其他空調(diào)客車上也時有發(fā)生。

三.改進建議

3.1根據(jù)鐵輛函『199419 2號《關(guān)于印發(fā)客車空調(diào)三機檢修及運用管理規(guī)程>的通知》中規(guī)定，空調(diào)機組使用超過l2年且狀態(tài)不良時須更換，結(jié)合太原車輛段的使用情況，建議對使用10年以上的客車在實施廠修時更換空調(diào)機組，對不到廠修期而運用中機組狀態(tài)很差的更換機組或其關(guān)鍵部件，如壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器等。

3.2根據(jù)列車運行線路，對開往南方溫度較高地方的列車，尤其是暑期外界溫度有相當(dāng)長時間達到或超過40℃的列車，其中組編掛的客車空調(diào)裝置狀態(tài)要保證盡可能好，以避免因高溫制冷效果差而帶來的不良反映。

3.3配備性能完備的空調(diào)機組試驗臺（能保證恒溫35℃以使冬季也可以進行制冷性能測試），在客車廠、段修時，保證對空調(diào)機組的制冷性能進行測試，確?？照{(diào)機組檢修質(zhì)量。

3.4加強對運用客車空調(diào)機組的維護，在每年的客車春、秋季整修中對空調(diào)機組進行開蓋檢查，特別是在春季整修空調(diào)機組即將投入運用前，對其蒸發(fā)器、冷凝器等進行清洗除塵，以保證機組良好的換熱效果。

3.5在客車的日常運用中，應(yīng)定期對空調(diào)裝置的濾網(wǎng)進行清掃除塵，保證空調(diào)裝置有良好的通風(fēng)和換熱效果，確?？照{(diào)裝置性能良好。

3.6為保證空調(diào)機組故障得到及時的處理，建議各車輛段根據(jù)客車配屬量相應(yīng)儲備一定量的空調(diào)裝置關(guān)鍵配件，并建立配件定額管理制度，以滿足客車運用及定期檢修的需要。

參考文獻：

[1]鐵道部車輛局 ；客車空調(diào)三機檢修及運用管理規(guī)程

[2]滕兆武，車輛制冷與空氣調(diào)節(jié)[中國鐵道出版社] 王剛.MJ北京1993.

[3]北京鐵路局.鐵路集中供電空調(diào)客車空調(diào)與電氣裝置2001