深圳地鐵蓄電池機(jī)車空壓機(jī)潤滑油乳化分析

程海江（深圳市地鐵集團(tuán)有限公司，廣東深圳518040）

深圳地鐵蓄電池機(jī)車空壓機(jī)潤滑油乳化分析

程海江
（深圳市地鐵集團(tuán)有限公司，廣東深圳518040）

基于蓄電池機(jī)車螺桿式空壓機(jī)工作原理和使用情況，分析導(dǎo)致螺桿式空壓機(jī)潤滑油乳化的原因，提出合理、有效的預(yù)防措施，延長空壓機(jī)的使用壽命。

蓄電池機(jī)車；空壓機(jī)；潤滑油；乳化；預(yù)防措施

深圳地鐵2號線蓄電池機(jī)車是采用接觸網(wǎng)、蓄電池雙能源供電的地鐵工程車，該車采用直-交傳動系統(tǒng)、DTECS網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，極大地降低了煙塵、廢氣、噪音對城市環(huán)境的污染，改善了作業(yè)人員的工作環(huán)境，使用可靠性高，維護(hù)方便。但在使用、維護(hù)中發(fā)現(xiàn)螺桿式空壓機(jī)潤滑油經(jīng)常存在乳化現(xiàn)象。本文基于蓄電池機(jī)車螺桿式空壓機(jī)工作原理、使用情況，提出防止?jié)櫥腿榛念A(yù)防措施。

1　蓄電池機(jī)車空壓機(jī)工作原理

蓄電池機(jī)車采用的TSA-0.9AD型螺桿式空壓機(jī)，主要由機(jī)體、冷卻風(fēng)扇、電機(jī)、聯(lián)軸器等組成，電機(jī)為非100%工作制，工作原理如圖1所示[1]。

圖1 TSA-0.9AD螺桿空氣壓縮機(jī)

外界空氣由空氣濾清器濾去塵埃后，進(jìn)入機(jī)體壓縮室，壓縮機(jī)內(nèi)的一對轉(zhuǎn)子由電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，潤滑油因壓力差噴入，此時油與氣混合，油氣混合物經(jīng)油氣筒和油氣分離器兩次分離后，送至后冷卻器，冷卻后的壓縮空氣送入使用系統(tǒng)中。

螺桿式空壓機(jī)壓縮過程中，潤滑油和空氣同時被壓縮，壓縮后在油氣筒內(nèi)聚集再分離。當(dāng)空氣中含有一定的水蒸氣，而且被壓縮后水蒸氣的含量超過空氣的含水能力時，水蒸氣就會冷凝成液態(tài)水。液態(tài)水進(jìn)入潤滑油后，如果油分子和水分子互相包容形成乳化液，即潤滑油乳化[2]。

2　蓄電池機(jī)車空壓機(jī)潤滑油乳化的原因分析

2.1潤滑油品質(zhì)不良

機(jī)組采用的潤滑油牌號為AS32，在發(fā)現(xiàn)潤滑油乳化后，更換空壓機(jī)潤滑油、機(jī)油濾芯及油細(xì)分離器后，機(jī)車運(yùn)用不到1個最小檢修周期（1個自然月），再次發(fā)現(xiàn)空壓機(jī)潤滑油乳化。深圳地鐵1號線續(xù)建、5號線地鐵列車螺桿式空壓機(jī)采用相同品質(zhì)的潤滑油，但未發(fā)現(xiàn)類似情況，證明潤滑油品質(zhì)良好。

2.2進(jìn)氣系統(tǒng)不暢

進(jìn)氣系統(tǒng)不暢導(dǎo)致吸氣阻力過大，使吸入的空氣含水能力增大，也使得實(shí)際壓縮比增大，形成冷凝水的可能性增大。

進(jìn)氣系統(tǒng)主要有空氣濾清器和其他附件組成，當(dāng)指示器顯示紅色或箭頭指向5 kPa時，應(yīng)更換濾清器芯和倒掉后蓋內(nèi)塵土。經(jīng)檢查指示器狀態(tài)，證明空氣濾清器狀態(tài)良好。

2.3溫控閥工作不良

溫控閥，其功能是維持排氣溫度在壓力露點(diǎn)溫度以上，避免空氣中的水汽在油氣筒內(nèi)凝結(jié)而乳化潤滑油。剛開機(jī)時，潤滑油溫度低，此時溫控閥會自動開啟通往機(jī)體的油路，油不經(jīng)過油冷卻器而進(jìn)入機(jī)體。若油溫升高到77℃以上，則溫控閥逐漸打開至油冷卻器的通路，至93℃時全開，此時油會全部經(jīng)過油冷卻器再進(jìn)入機(jī)體內(nèi)。

停機(jī)狀態(tài)下，用紅外線測溫儀測量溫控閥及其各管路表面溫度均為32℃，將總風(fēng)缸壓力排至0 kPa，打開總風(fēng)缸排風(fēng)閥，啟動空壓機(jī)進(jìn)行持續(xù)打風(fēng)；啟動8分鐘后，測得溫控閥表面溫度為79.4℃，測得從溫控閥通向油過濾器的管路表面溫度為80.2℃，從溫控閥直接通向油冷卻器的管路表面溫度為78.7℃，從油散熱器出來的管路表面溫度為55.4℃。

根據(jù)產(chǎn)品使用說明書，該空壓機(jī)溫控閥設(shè)定開啟溫度為77℃，若在空壓機(jī)工作時，潤滑油溫度在77℃～93℃之間。通過測試表明，溫控閥工作狀態(tài)良好。

2.4空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率低

根據(jù)空壓機(jī)設(shè)計(jì)要求，空壓機(jī)在運(yùn)用中的最低運(yùn)轉(zhuǎn)效率為30%。保證螺桿式空壓機(jī)較高的工作效率，目的之一就是保證空壓機(jī)內(nèi)部保持較長時間的高溫，防止液態(tài)水在壓縮機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生[3]。

通過對蓄電池機(jī)車在2014年4-6月，3個月內(nèi)運(yùn)行情況進(jìn)行跟蹤分析，該車月均使用次數(shù)為4.67次，月均運(yùn)行時間為21.67小時，而機(jī)車空壓機(jī)月均工作時間才1.52小時，經(jīng)計(jì)算空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率為7.01%。

空壓機(jī)使用效率低，當(dāng)潤滑油溫度還未升到80℃左右時，壓縮空氣系統(tǒng)的壓力已達(dá)到1 MPa，使空壓機(jī)自動停機(jī)。因螺桿式空壓機(jī)在工作中必有水產(chǎn)生，而空壓機(jī)工作溫度無法達(dá)到水汽化的溫度，長期以往造成潤滑油乳化。

在空壓機(jī)潤滑油處于初期乳化狀態(tài)時，讓機(jī)組持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)20分鐘后，潤滑油開始呈現(xiàn)透亮，如圖2所示。說明空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率低是造成潤滑油乳化的根本原因。

圖2　潤滑油狀態(tài)對比圖

3　預(yù)防措施

（1）機(jī)組長時間在超低運(yùn)轉(zhuǎn)效率工作后或停機(jī)時間較長后，應(yīng)有一次不停機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)20～40分鐘操作，以消除冷凝水影響（如果潤滑油品質(zhì)已降低較大時不適于此操作）。

（2）在高溫、高濕、低氣壓環(huán)境下工作時，及時檢查空壓機(jī)潤滑油品質(zhì)并放出油氣筒內(nèi)的冷凝水。

4　結(jié)語

綜上所述，空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率低是造成蓄電池機(jī)車螺桿式空壓機(jī)潤滑油頻繁乳化的原因，通過采取上述預(yù)防措施后，經(jīng)過6個月的跟蹤，未發(fā)現(xiàn)1起空壓機(jī)潤滑油乳化故障，有效提高了空壓機(jī)工作的可靠性，說明雖然頻繁乳化，只要采取合理的預(yù)防措施，就能減少或避免潤滑油乳化現(xiàn)象的發(fā)生。但上述預(yù)防措施只是被動式的，限于地鐵工程車運(yùn)用特點(diǎn)（相對使用頻次高，單次使用時間短），如何從螺桿式空壓機(jī)設(shè)計(jì)、選型等方面主動提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率，有待于進(jìn)一步研究。

［1］南車株洲電力機(jī)車有限公司.深圳地鐵綜合檢測車組使用維護(hù)說明書［Z］.株洲：南車株洲電力機(jī)車有限公司，2011.

［2］王應(yīng)志.螺桿式空氣壓縮機(jī)機(jī)油乳化的原因分析及解決措施［J］.內(nèi)燃機(jī)車，2008（11）：41-43.

［3］王蓮芝.螺桿式空壓機(jī)機(jī)油乳化分析［J］.城市軌道交通研究，2012（10）：93-95.

(編輯：王智圣)

Analysis of Oil Emulsification for Shenzhen Metro Battery Locomotive Air Compressor

CHENG Hai-jiang
（Shenzhen Metro Co.，Ltd.，Shenzhen518040，China）

Based on the principle of battery locomotive screw air compressor and usage，analyzed the cause of screw air compressor oil emulsification，put forward reasonableand effective preventionmeasures to prolong the service life ofair compressor

battery locomotive；compressor；oil；emulsification；preventivemeasures

U231+.94

A

1009－9492(2015)06－0151－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.06.044

2015－02－11

程海江，男，1988年生，甘肅臨洮人，大學(xué)本科，助理工程師。研究領(lǐng)域：地鐵工程車輛。