NPT5型空氣壓縮機(jī)潤(rùn)滑油乳化故障研究和預(yù)防處理

羅小霞

摘 要：根據(jù)NPT5型空氣壓縮機(jī)在鐵路機(jī)車運(yùn)用中常見的潤(rùn)滑油乳化故障，對(duì)NPT5型空氣壓縮機(jī)潤(rùn)滑油乳化的原因進(jìn)行了調(diào)查分析，明確了潤(rùn)滑油乳化的關(guān)鍵因素是潤(rùn)滑油含水量超標(biāo)，原因是冷凝水從活塞環(huán)密封組件泄露到曲軸箱。通過研究，提出了相應(yīng)的故障預(yù)防處理辦法。

關(guān)鍵詞：NPT5型空壓機(jī) 潤(rùn)滑油 乳化 故障預(yù)防處理

中圖分類號(hào)：TH117 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）03（c）-0114-02

NPT5型空氣壓縮機(jī)是一種三缸、直立并列、中間冷卻、兩級(jí)壓縮活塞式空氣壓縮機(jī)，廣泛用于韶山3型、東風(fēng)4B型、東風(fēng)5型等鐵路機(jī)車，所產(chǎn)生的壓縮空氣供機(jī)車制動(dòng)和所有氣動(dòng)部件正常工作使用，其工作狀態(tài)的好壞直接關(guān)系到列車的安全和氣動(dòng)機(jī)械能否正常工作。但在實(shí)際應(yīng)用中，NPT5型空氣壓縮機(jī)潤(rùn)滑油經(jīng)常出現(xiàn)乳化現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)主要表現(xiàn)為曲軸箱內(nèi)的潤(rùn)滑油經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行會(huì)改變顏色，從曲軸箱油表可觀察到由原來清亮的褐黃色變?yōu)闇啙岬娜辄S色或乳白色，進(jìn)而造成空氣壓縮機(jī)燒瓦、咬缸等，影響機(jī)車的行車安全和運(yùn)用。筆者通過對(duì)NPT5型空氣壓縮機(jī)乳化故障問題進(jìn)行分析研究，提出了相應(yīng)的故障預(yù)防處理辦法。

1 NPT5型空氣壓縮機(jī)潤(rùn)滑油乳化的主要原因

潤(rùn)滑油乳化必須具有4個(gè)必要條件：一是必須有互不相溶（或不完全相溶）的兩種液體：二有降低界面張力的表面活性的乳化劑存在；三是有適宜的溫度；四是有強(qiáng)烈的攪拌。水份、激烈攪拌、溫度、乳化劑，均能引起潤(rùn)滑油乳化。

NPT5型空壓機(jī)潤(rùn)滑油中的許多添加劑，如清潔分散劑、油性劑、擠壓劑都是一些降低界面張力的表面活性物質(zhì)，空壓機(jī)55℃～75 ℃的工作溫度和接近1 000 r/min的運(yùn)轉(zhuǎn)速度都為潤(rùn)滑油的乳化提供了適宜溫度和激烈的攪拌條件，當(dāng)潤(rùn)滑油中的含水量超過0.1%，潤(rùn)滑油的氧化變質(zhì)速度加快，油中部分添加劑發(fā)生水解，從而破壞油水之間的水化膜，加快乳化速度，最終生成乳黃色或乳白色的乳化液，降低潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性能。

當(dāng)有降低界面張力的表面活性劑存在，潤(rùn)滑油和水容易在適宜的溫度和強(qiáng)烈的攪拌下發(fā)生乳化。NPT5型空壓機(jī)潤(rùn)滑油中的許多添加劑，如清潔分散劑、油性劑等都是一些降低界面張力的表面活性物質(zhì)，空壓機(jī)潤(rùn)滑油55 ℃～75 ℃的工作溫度和接近1 000 r/min的曲軸轉(zhuǎn)速都為潤(rùn)滑油的乳化提供了條件。

筆者對(duì)成都鐵路局貴陽機(jī)務(wù)段3種安裝有NPT5型空氣壓縮機(jī)的韶山3型、東風(fēng)4B型、東風(fēng)5型機(jī)車乳化潤(rùn)滑油進(jìn)行了取樣實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)測(cè)定表明，乳化較輕的潤(rùn)滑油含水量在0.35%～0.8%之間；乳化較嚴(yán)重的潤(rùn)滑油含水量在1.2%～4.5%之間；乳化特別嚴(yán)重的潤(rùn)滑油的含水量甚至達(dá)到了11.3%。這些含水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了NPT型空氣壓縮機(jī)含水量大于0.1%的換油標(biāo)準(zhǔn)。

2 NPT5型空氣壓縮機(jī)潤(rùn)滑油中的水份來源

在機(jī)車進(jìn)庫停機(jī)后，筆者和檢修師傅對(duì)潤(rùn)滑油乳化比較嚴(yán)重的DF4B-6575、DF4B-9431、DF4B-9432、DF4B-9433機(jī)車進(jìn)行了檢查，打開壓縮機(jī)曲軸箱蓋，用手電筒照射空壓機(jī)氣缸套內(nèi)壁，都會(huì)看到水珠沿內(nèi)壁滾下來，說明冷凝水是從活塞環(huán)密封組件的泄露通道進(jìn)入到了曲軸箱。

NPT5型空壓機(jī)的排氣溫度一般在150 ℃～190 ℃之間。當(dāng)進(jìn)氣濕度加大，高溫水蒸汽在與溫度較低的潤(rùn)滑油和活塞組件接觸的過程中，就會(huì)凝結(jié)成水份離出來，并從活塞環(huán)密封組件的泄露通道進(jìn)入到曲軸箱，在曲軸的高速攪拌下，與潤(rùn)滑油發(fā)生乳化。

3 3種機(jī)型NPT5型空氣壓縮機(jī)潤(rùn)滑油的乳化情況差別大的原因

根據(jù)韶山3型、東風(fēng)4B型、東風(fēng)5型在2016年1～6月的檢修記錄，3種機(jī)型潤(rùn)滑油在半年內(nèi)的平均乳化率分別是2.3%、100%、63.4%。3種機(jī)型NPT5型空氣壓縮機(jī)潤(rùn)滑油的乳化情況為什么會(huì)差別較大呢？筆者對(duì)NPT5型空氣壓縮機(jī)在3種機(jī)型機(jī)車的安裝位置和工作狀況進(jìn)行了分析。

韶山3型的兩臺(tái)NPT5型空氣壓縮機(jī)分別裝在一、二端司機(jī)側(cè)機(jī)械間內(nèi)，DF4B的兩臺(tái)NPT5型壓縮機(jī)裝在二端司機(jī)室后機(jī)械間內(nèi)，冷卻單節(jié)下，DF5的兩臺(tái)NPT5型壓縮機(jī)裝在前端（小端）機(jī)械間內(nèi)部。

韶山3型是電力機(jī)車，沒有冷卻單節(jié)，機(jī)車兩側(cè)設(shè)有百葉窗和濾網(wǎng)，進(jìn)氣空氣比較干燥。東風(fēng)4B型和東風(fēng)5型都是內(nèi)燃機(jī)車，機(jī)車工作溫度較高，都設(shè)置有冷卻單節(jié)，為了散熱，機(jī)車兩側(cè)只安裝有百葉窗，沒有安裝濾網(wǎng)，兩種機(jī)型的進(jìn)氣濕度都比較大，特別是東風(fēng)4B型機(jī)車的兩臺(tái)空氣壓縮機(jī)均安裝在冷卻間的大風(fēng)扇下，其周圍的水分在較大的溫差影響下，較快蒸發(fā)，隨空氣進(jìn)入到空氣壓縮機(jī)內(nèi)[1]。

4 NPT5型空氣壓縮機(jī)潤(rùn)滑油的乳化故障的預(yù)防處理

通過對(duì)韶山3型、東風(fēng)4B型、東風(fēng)5型NPT5型空氣壓縮機(jī)的安裝位置、機(jī)車機(jī)構(gòu)及乳化狀況的研究，筆者認(rèn)為NPT5型空氣壓縮機(jī)潤(rùn)滑油乳化故障可以進(jìn)行以下預(yù)防處理。

4.1 在進(jìn)風(fēng)口安裝空氣干燥器或選用吸濕性較好的濾清器

對(duì)于乳化嚴(yán)重的東風(fēng)4B型機(jī)車，在進(jìn)風(fēng)口安裝了空氣干燥器，對(duì)進(jìn)風(fēng)質(zhì)量起到了一定的改善作用。另外，也使用了吸濕性較好的濾清器，在空氣慮清器中添加棕絲等濾芯材料，過濾掉空氣中的水分，也對(duì)進(jìn)氣質(zhì)量起到一定的效果。

4.2 乘務(wù)員定期打開排水閥排水

韶山3型、東風(fēng)4B型、東風(fēng)5型有部分機(jī)車安裝的是自動(dòng)排水閥，部分機(jī)車安裝的是排水堵。自動(dòng)排水閥[2]可以將產(chǎn)生的冷凝水及時(shí)排掉，可以做到在中間環(huán)節(jié)上控制乳化，排水效果較好。未安裝自動(dòng)排水閥的機(jī)車，雨霧天氣，乘務(wù)員應(yīng)定期打開空氣壓縮機(jī)工作的排水堵，以排出積水，緩解潤(rùn)滑油乳化程度。

4.3 調(diào)整韶山3型、東風(fēng)4B型、東風(fēng)5型3種機(jī)型的NPT5型空氣壓縮機(jī)檢修標(biāo)準(zhǔn)

韶山3型、東風(fēng)4型、東風(fēng)5型3種機(jī)車雖然在結(jié)構(gòu)上有很大的區(qū)別，但每一種機(jī)型的NPT5型空氣壓縮機(jī)的檢修標(biāo)準(zhǔn)是一樣的。在運(yùn)用中，把東風(fēng)4型、東風(fēng)5型高壓缸的活塞環(huán)合口間隙從0.6 mm調(diào)整到0.5 mm，低壓缸的活塞環(huán)合口間隙從0.8 mm調(diào)整到0.7 mm。調(diào)整后，這兩種機(jī)型的潤(rùn)滑油乳化率和潤(rùn)滑油含水量有明顯下降。

通過上述的預(yù)防處理，有效地降低了NPT5型空氣壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油乳化率，特別是東風(fēng)4B型機(jī)車的潤(rùn)滑油乳化現(xiàn)象大為改善。從對(duì)東風(fēng)4B型機(jī)車NPT5型5臺(tái)空氣壓縮機(jī)潤(rùn)滑油的監(jiān)測(cè)結(jié)果，在一個(gè)輔修期（約3個(gè)月）內(nèi)潤(rùn)滑油的含水量都大為下降，其中有4臺(tái)的潤(rùn)滑油含水量已經(jīng)降到了0.1%的標(biāo)準(zhǔn)線以下，把換油周期延長(zhǎng)到了半年，東風(fēng)5型和韶山3型機(jī)車NPT5型空氣壓縮機(jī)的換油時(shí)間也都分別延長(zhǎng)到了1年和1年半以上，有效地節(jié)約了維護(hù)成本。

參考文獻(xiàn)

[1] 任新仕.DF4D型機(jī)車壓縮機(jī)油乳化的原因分析及改進(jìn)措施 [C]//北京鐵路局技師協(xié)會(huì)，2009.

[2] 李樹仁.東風(fēng)4型機(jī)車空氣壓縮機(jī)的油質(zhì)乳化的防治[J].內(nèi)燃機(jī)車，1991（10）：45.