淺析空調(diào)發(fā)電車工作機(jī)理及故障處置

張昊

摘 要：文章闡述了空調(diào)發(fā)電車對(duì)列車運(yùn)行供電的重要作用，分析了其組成及工作機(jī)理，并對(duì)發(fā)電車常見(jiàn)故障及原因進(jìn)行了闡述，如柴油機(jī)系統(tǒng)故障、冷卻系統(tǒng)故障和燃油系統(tǒng)故障，并給出相應(yīng)故障處置措施，為做好列車的日常維護(hù)和保養(yǎng)，故障排查和處理提供了借鑒意義。

關(guān)鍵詞：空調(diào)發(fā)電車；工作機(jī)理；故障；處置

中圖分類號(hào)：U273.95 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）28-0068-02

引言

伴隨著近年中國(guó)鐵路多次大提速，動(dòng)車組和高速動(dòng)車組列車在鐵路客運(yùn)中起著越來(lái)越重要的作用，成為旅客出行的新選擇。但是在一些特殊運(yùn)用環(huán)境下，如：高寒或風(fēng)沙雨雪惡劣環(huán)境、無(wú)電氣化鐵路的偏遠(yuǎn)區(qū)段、國(guó)家戰(zhàn)略戰(zhàn)備需求等，普通列車依然是客運(yùn)和貨運(yùn)的中堅(jiān)力量。在這其中，空調(diào)發(fā)電車是不可或缺的重要組成部分。

空調(diào)發(fā)電車是一種通過(guò)燃燒車載柴油產(chǎn)生動(dòng)能，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生380V交流電，為全列交流負(fù)載直接或間接提供電能的特種車輛。在全列空調(diào)列車中，空調(diào)發(fā)電車扮演著“移動(dòng)電站”的角色，空調(diào)發(fā)電車的正常運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)全列客車的安全用電起著至關(guān)重要的作用，是列車服務(wù)質(zhì)量水平的重要體現(xiàn)。

空調(diào)發(fā)電車最大的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)環(huán)境依賴性低，提供柴油即能輸出電能，但由于車輛結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行環(huán)境惡劣（如：工作溫度濕度高、連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)），因此出現(xiàn)故障的幾率較大。近年來(lái)曾多次發(fā)生因空調(diào)發(fā)電車故障導(dǎo)致空調(diào)機(jī)組等車載負(fù)載無(wú)法正常使用的事件，給鐵路運(yùn)輸帶來(lái)了較大的負(fù)面影響，故為了提高系統(tǒng)可靠性，空調(diào)發(fā)電車通常配置多套柴油發(fā)電機(jī)組作為互備和冗余。

1 空調(diào)發(fā)電車的組成及工作機(jī)理

空調(diào)發(fā)電車主要由柴油發(fā)電系統(tǒng)、柴油發(fā)電輔助系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、啟動(dòng)及控制系統(tǒng)、蓄電裝置和生活系統(tǒng)等組件構(gòu)成。

1.1 柴油發(fā)電系統(tǒng)

柴油發(fā)電系統(tǒng)作為驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的動(dòng)力來(lái)源，由柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，是空調(diào)發(fā)電車的核心組件，中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司制造的空調(diào)發(fā)電車通常配置由三套技術(shù)較為成熟的康明斯KTA19-G2型柴油機(jī)和由中船重工采用德國(guó)西門子技術(shù)制造的1FC5-356型三相交流電發(fā)電機(jī)使用彈性聯(lián)軸器連接組成的柴油發(fā)電系統(tǒng)。足以應(yīng)對(duì)出現(xiàn)的單機(jī)故障，確保整車的正常使用。

1.2 柴油發(fā)電輔助系統(tǒng)

柴油發(fā)電輔助系統(tǒng)主要由進(jìn)排氣裝置和機(jī)油補(bǔ)充裝置組成，為柴油機(jī)提供柴油燃燒所需的空氣和實(shí)時(shí)提供潤(rùn)滑機(jī)油的補(bǔ)充。進(jìn)排氣裝置為柴油機(jī)提供柴油燃燒所需的空氣，機(jī)油補(bǔ)充裝置實(shí)時(shí)提供機(jī)油的補(bǔ)充，使系統(tǒng)潤(rùn)滑始終處于良好狀態(tài)。

1.3 冷卻系統(tǒng)

冷卻系統(tǒng)由冷凝水管、膨脹水箱、冷卻塔散熱片、冷卻風(fēng)機(jī)、頂排風(fēng)機(jī)組成。通過(guò)冷凝水管將攜帶機(jī)組熱量的冷卻液流轉(zhuǎn)至冷卻塔并通過(guò)散熱片散去熱量，再將冷卻后的冷卻液回流至膨脹水箱供柴油發(fā)電系統(tǒng)循環(huán)冷卻使用，冷卻風(fēng)機(jī)和頂排風(fēng)機(jī)起到輔助散熱的作用，冷卻液補(bǔ)充裝置實(shí)時(shí)提供冷卻液的補(bǔ)充，使系統(tǒng)冷卻始終處于良好狀態(tài)。

1.4 燃油系統(tǒng)

燃油系統(tǒng)由上下油箱、燃油泵、強(qiáng)磁過(guò)濾器組成，通過(guò)供油管路連接下油箱、燃油泵、上油箱、強(qiáng)磁過(guò)濾器和柴油機(jī)，提供機(jī)組運(yùn)行所需的柴油供應(yīng)。

1.5 啟動(dòng)、控制和監(jiān)控系統(tǒng)

啟動(dòng)、控制和監(jiān)控系統(tǒng)由控制屏以及空調(diào)、充電控制裝置組成。控制屏實(shí)現(xiàn)了對(duì)柴油發(fā)電系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制，可通過(guò)手動(dòng)操作實(shí)現(xiàn)單機(jī)運(yùn)行、多機(jī)并機(jī)運(yùn)行等功能，也可通過(guò)冷凝水管、上油箱、膨脹水箱上的溫感探頭和液位儀，進(jìn)行冷卻風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟停、高低速自動(dòng)切換、燃油和冷卻液自動(dòng)補(bǔ)充等功能。通過(guò)空調(diào)、充電控制裝置組成分別對(duì)本車空調(diào)機(jī)組和車載24V/48V充電模塊及線路進(jìn)行控制。

1.6 蓄電池裝置

蓄電池裝置主要由車下啟動(dòng)、應(yīng)急用蓄電池組成，蓄電池存儲(chǔ)電能，并供給啟動(dòng)電機(jī)所需電源。由車下一位側(cè)DC24V電池箱和二位側(cè)DC4摘 要：文章闡述了空調(diào)發(fā)電車對(duì)列車運(yùn)行供電的重要作用，分析了其組成及工作機(jī)理，并對(duì)發(fā)電車常見(jiàn)故障及原因進(jìn)行了闡述，如柴油機(jī)系統(tǒng)故障、冷卻系統(tǒng)故障和燃油系統(tǒng)故障，并給出相應(yīng)故障處置措施，為做好列車的日常維護(hù)和保養(yǎng)，故障排查和處理提供了借鑒意義。

關(guān)鍵詞：空調(diào)發(fā)電車；工作機(jī)理；故障；處置

中圖分類號(hào)：U273.95 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）28-0068-028V電池箱組成。其中DC24V電池箱提供DC24V電源供機(jī)組啟動(dòng)使用，DC48V電池箱提供DC48V電源供車載48V負(fù)載使用同時(shí)也提供DC24V供機(jī)組應(yīng)急啟動(dòng)使用。

1.7 生活系統(tǒng)

列車配置有優(yōu)于空調(diào)硬臥旅客列車標(biāo)準(zhǔn)的乘務(wù)員休息區(qū)域，配備供水、衛(wèi)生系統(tǒng)，為乘務(wù)員提供良好的工作和休息條件。

2 空調(diào)發(fā)電車常見(jiàn)故障

空調(diào)發(fā)電車因其使用強(qiáng)度大，運(yùn)行環(huán)境差，故障率明顯高于同列其它客運(yùn)車輛。在常見(jiàn)的空調(diào)發(fā)電車故障中，柴油機(jī)系統(tǒng)故障、冷卻系統(tǒng)故障和燃油系統(tǒng)故障占據(jù)了很大的比例，下面對(duì)常見(jiàn)的故障及原因進(jìn)行分析。

2.1 柴油機(jī)系統(tǒng)故障及其原因

柴油機(jī)作為空調(diào)發(fā)電車的核心部件，其主要功能是提供驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)工作所需動(dòng)力。柴油機(jī)通常采用DC24V蓄電池作為正常啟動(dòng)電源，采用DC48V蓄電池中的DC24V作為應(yīng)急啟動(dòng)電源。柴油機(jī)故障通常表現(xiàn)為無(wú)法正常啟動(dòng)、游車或柴油機(jī)溫度驟升等，造成以上問(wèn)題的原因有多種，如柴油機(jī)啟動(dòng)線路接觸不良、控制電路故障或者啟動(dòng)馬達(dá)線路連接異常等。如出現(xiàn)啟動(dòng)蓄電池虧空，也可能導(dǎo)致柴油機(jī)無(wú)法啟動(dòng)，其原因可能是啟動(dòng)電路短路而造成電池過(guò)度放電、充電柜故障無(wú)法對(duì)電池正常充電、接線接觸不良、電池啟動(dòng)壓降大等。其后果會(huì)影響列車供電、引發(fā)火災(zāi)而造成經(jīng)濟(jì)損失，影響鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩行蜻\(yùn)行。

柴油機(jī)有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)游車現(xiàn)象，其原因可能是油路系統(tǒng)發(fā)生異常，如燃油品質(zhì)差、燃油粗濾器堵塞、管路進(jìn)氣異常等，也可能有控制電路故障，如啟動(dòng)電壓不足、信號(hào)干擾等情況。endprint

2.2 冷卻系統(tǒng)故障及其原因

發(fā)電車的冷卻系統(tǒng)通過(guò)降低系統(tǒng)溫度的方式起到保護(hù)系統(tǒng)零部件的作用，通過(guò)冷卻液對(duì)柴油機(jī)發(fā)電機(jī)零件進(jìn)行冷卻，使柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溫度始終保持在78-90℃范圍內(nèi)，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。

冷卻系統(tǒng)常由于冷卻液不足而出現(xiàn)故障，原因可能有膨脹水箱冷卻液不足、漏液等；因溫感探頭失效，導(dǎo)致冷卻風(fēng)機(jī)未及時(shí)啟動(dòng)，致冷卻液沸噴；使用手動(dòng)模式控制時(shí)未能及時(shí)開(kāi)啟冷卻風(fēng)機(jī)而造成冷卻液溫度持續(xù)升高而沸噴等。

2.3 燃油系統(tǒng)故障及其原因

燃油系統(tǒng)由上、下油箱和燃油泵等設(shè)備和管路構(gòu)成。設(shè)備和管路損壞或堵塞時(shí)，會(huì)造成下油箱有油而上油箱無(wú)油的現(xiàn)象；因油箱液位儀或者傳感器失效，使液位不能正常顯示，燃油不能正常補(bǔ)充，造成供油異常。

3 故障處置措施

3.1 柴油機(jī)系統(tǒng)故障處置措施

當(dāng)發(fā)電車柴油機(jī)出現(xiàn)異常情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)停機(jī)檢查：檢查各裝置連接線路是否存在斷路或接線松動(dòng)等情況并及時(shí)進(jìn)行處理，檢查啟動(dòng)控制電路是否完好，檢查保險(xiǎn)絲是否松動(dòng)或熔斷并做好更換。必要時(shí)應(yīng)采用萬(wàn)用表等儀器進(jìn)行線路接觸情況和啟動(dòng)電源的檢查，當(dāng)出現(xiàn)DC24V啟動(dòng)電池虧空時(shí)，應(yīng)及時(shí)做好啟動(dòng)電源線路的檢修，防止短路問(wèn)題的發(fā)生。

當(dāng)柴油機(jī)出現(xiàn)游車問(wèn)題時(shí)，應(yīng)及時(shí)做好油路的檢查，解決油路堵塞的問(wèn)題，以及控制電路系統(tǒng)電壓不足的問(wèn)題。

3.2 冷卻系統(tǒng)故障處置措施

應(yīng)當(dāng)定期檢查冷卻系統(tǒng)中冷卻液是否充足，冷卻裝置是否有漏液現(xiàn)象。在運(yùn)用前和運(yùn)用途中及時(shí)補(bǔ)充冷卻液，避免因手動(dòng)操作冷卻風(fēng)機(jī)失誤而造成冷卻水沸噴，必要時(shí)可暫停部分車廂空調(diào)以降低空調(diào)發(fā)電車的輸出負(fù)荷，若溫感探頭失效，則應(yīng)手動(dòng)開(kāi)啟冷卻風(fēng)機(jī)降溫并減載運(yùn)行。

3.3 燃油系統(tǒng)故障處置措施

通常是燃油泵出現(xiàn)問(wèn)題，可將燃油泵切換成手動(dòng)模式或啟用備用泵；如果發(fā)生吸油管堵塞情況，如果有設(shè)置單獨(dú)吸油管，可以直接啟用備用燃油泵，否則應(yīng)拆卸并清洗油管上的粗濾器，如果還是不行，可以考慮更換吸油管。如果發(fā)生吸油管漏氣，可以檢查，并進(jìn)行緊固，可以解決問(wèn)題；若吸油口堵塞時(shí)，可考慮先用滅火器導(dǎo)管替換吸油管作應(yīng)急使用。如果燃油泵出現(xiàn)的是偶發(fā)性故障，啟用備用泵即可。

4 結(jié)束語(yǔ)

做好空調(diào)發(fā)電車的日常維護(hù)和保養(yǎng)，盡早發(fā)現(xiàn)故障并及時(shí)處理，使空調(diào)發(fā)電車始終運(yùn)行在最佳工況下，對(duì)于保障列車正常運(yùn)用至關(guān)重要。柴油機(jī)系統(tǒng)、冷卻和燃油系統(tǒng)出現(xiàn)故障概率最大，應(yīng)是日常檢查和維護(hù)的重中之重。維保人員應(yīng)當(dāng)在日常實(shí)踐活動(dòng)中及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并吸取教訓(xùn)，切實(shí)將空調(diào)發(fā)電車的維護(hù)和保養(yǎng)工作做好，確保鐵路客運(yùn)的服務(wù)質(zhì)量和用電安全。

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