市域車(chē)空壓機(jī)高溫故障分析及維保方案

馮明

摘? 要：隨著城市軌道交通的不斷發(fā)展，城軌車(chē)輛運(yùn)行速度也在不斷提升，制動(dòng)及風(fēng)源系統(tǒng)是保障車(chē)輛安全運(yùn)行的關(guān)鍵系統(tǒng)。目前城軌車(chē)輛風(fēng)源系統(tǒng)中空壓機(jī)的可靠性越來(lái)越好，但偶爾會(huì)有高溫故障出現(xiàn)，影響列車(chē)正常運(yùn)行。文章介紹了某市域列車(chē)空壓機(jī)的組成、功能原理，對(duì)運(yùn)用中發(fā)生高溫故障的原因進(jìn)行分析，提出了空壓機(jī)日常維護(hù)保養(yǎng)的方案。

關(guān)鍵詞：風(fēng)源系統(tǒng);空壓機(jī);高溫故障;維護(hù)保養(yǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TH45? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）30-0118-02

Abstract： With the development of urban rail transit， the speed of vehicles is also increasing. Brake and air supply system is very important for the safe operation of vehicles. The reliability of air compressor in the air supply system of urban rail vehicles is getting better， but occasionally high temperature faults occur. This paper introduces the composition and function principle of the air compressor of a city train， analyses the causes of high temperature failure， and puts forward the maintenance plan of the air compressor.

Keywords： air supply system; air compressor; high temperature fault; maintenance

引言

城軌市域車(chē)輛通常采用8輛編組，最高運(yùn)行速度160km/h。車(chē)輛風(fēng)源系統(tǒng)主要用于為制動(dòng)系統(tǒng)、門(mén)系統(tǒng)、空氣彈簧、車(chē)鉤系統(tǒng)、風(fēng)笛、空調(diào)供風(fēng)、受電弓供風(fēng)等。作為整個(gè)動(dòng)車(chē)組的壓縮空氣制造單元，主空壓機(jī)的正常工作尤為重要。通過(guò)多年來(lái)對(duì)車(chē)組的運(yùn)行故障分析及日常檢修，現(xiàn)總結(jié)出了主空壓機(jī)高溫故障發(fā)生的可能性原因及后續(xù)防范措施，有利于日常故障檢修。此外，建議用戶(hù)要合理按照正規(guī)方式進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

1 空氣壓縮機(jī)主要組成及功能原理

1.1 空壓機(jī)組成

空氣壓縮機(jī)由螺桿式壓縮機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、干燥器、精細(xì)濾油器、空氣濾清器、安全閥等組成（圖1）。

1.2 功能原理

壓縮機(jī)包括一個(gè)螺桿式螺旋式壓縮機(jī)，壓縮機(jī)通過(guò)彈性聯(lián)軸節(jié)由電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，并且與電機(jī)剛性安裝在一起。整列車(chē)裝有兩套風(fēng)源裝置，可滿足8輛編組市域列車(chē)的供風(fēng)需求。經(jīng)過(guò)干燥凈化的壓縮空氣先進(jìn)入列車(chē)總風(fēng)缸中，再通過(guò)總風(fēng)管傳送到整列車(chē)的總風(fēng)缸中，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)系統(tǒng)及其它各系統(tǒng)用風(fēng)。

電動(dòng)壓縮機(jī)組為間斷工作，由壓力控制器控制。螺桿式壓縮機(jī)為雙軸轉(zhuǎn)動(dòng)排量式供風(fēng)。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子體由兩個(gè)相互配合且?guī)в新菪鄣霓D(zhuǎn)子組成，轉(zhuǎn)子上有互相嚙合的外形。空氣進(jìn)入壓縮機(jī)后，通過(guò)轉(zhuǎn)子體箱體內(nèi)特殊形狀的開(kāi)口軸向輸出。壓縮過(guò)程為單級(jí)連續(xù)壓縮，沒(méi)有沖擊振動(dòng)。在壓縮過(guò)程中通過(guò)循環(huán)液壓油進(jìn)行潤(rùn)滑及冷卻。

2 空壓機(jī)高溫故障產(chǎn)生原因

根據(jù)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)分析，以下原因均可能導(dǎo)致城軌車(chē)輛空壓機(jī)高溫故障：

選用不合適的潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑油內(nèi)混入雜質(zhì);

油位過(guò)低導(dǎo)致散熱不良;

空壓機(jī)內(nèi)定子轉(zhuǎn)子之間潤(rùn)滑不良造成磨損產(chǎn)生高溫;

油位過(guò)高、未及時(shí)更換油氣分離器導(dǎo)致內(nèi)部溫度過(guò)高;

未及時(shí)更換油過(guò)濾器及潤(rùn)滑油導(dǎo)致內(nèi)部溫度過(guò)高;

未定期清潔（或更換）回油管內(nèi)的過(guò)濾器網(wǎng)及散熱器。

對(duì)空壓機(jī)產(chǎn)生高溫故障的原因進(jìn)行分析如下：

（1）對(duì)空壓機(jī)添加了不符合規(guī)定型號(hào)的潤(rùn)滑油導(dǎo)致高溫故障發(fā)生，空壓機(jī)潤(rùn)滑油的選擇是經(jīng)過(guò)了大量測(cè)試及數(shù)據(jù)分析。如擅自更改潤(rùn)滑油型號(hào)，潤(rùn)滑性能、散熱性能、溫度耐受力等無(wú)法保證滿足空壓機(jī)設(shè)計(jì)輸入的各種要求，尤其是在極端條件下，會(huì)引發(fā)空壓機(jī)系統(tǒng)故障，最終導(dǎo)致空壓機(jī)損壞、維修保養(yǎng)周期縮短、壽命降低等。如果將不同潤(rùn)滑油混用，可能產(chǎn)生潤(rùn)滑油雜質(zhì)，堵塞空壓機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度過(guò)高，引發(fā)空壓機(jī)燒損。

（2）空壓機(jī)潤(rùn)滑油主要有密封、潤(rùn)滑及冷卻的作用，油位過(guò)低會(huì)使空壓機(jī)冷卻功能降低。油位過(guò)低的主要原因除了添加有誤還有空壓機(jī)使用及維護(hù)過(guò)程中出現(xiàn)接頭松動(dòng)、密封圈失效、排油閥故障等，導(dǎo)致主空壓機(jī)漏油，冷卻能力下降，產(chǎn)生空壓機(jī)高溫故障（圖2）。

（3）空壓機(jī)的空氣由進(jìn)氣口進(jìn)入經(jīng)轉(zhuǎn)子體運(yùn)轉(zhuǎn)壓縮，由出氣口排出。若誤將電機(jī)控制線路接錯(cuò)，電機(jī)反轉(zhuǎn)幾秒后可能會(huì)造成嚙合的轉(zhuǎn)子對(duì)磨損損壞，此時(shí)空壓機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作時(shí)也極易產(chǎn)生高溫故障。此外，不同潤(rùn)滑油混用容易產(chǎn)生雜質(zhì)，堵塞潤(rùn)滑油系統(tǒng)，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)溫度過(guò)高;雜質(zhì)也容易造成轉(zhuǎn)子磨損卡滯，甚至燒損電機(jī)（圖3）。

（4）潤(rùn)滑油加入過(guò)多也會(huì)帶來(lái)危害，如果油位淹沒(méi)空壓機(jī)的油氣分離設(shè)施（擋油板），影響空壓機(jī)內(nèi)油氣的有效分離，造成油氣分離器因潤(rùn)滑油浸泡而失效，此時(shí)潤(rùn)滑油隨壓縮空氣進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)，不但污染車(chē)輛用風(fēng)系統(tǒng)，危及列車(chē)運(yùn)行安全，還會(huì)導(dǎo)致空壓機(jī)內(nèi)油位下降，產(chǎn)生高溫故障。

（5）如未及時(shí)更換油過(guò)濾器和潤(rùn)滑油，會(huì)使油過(guò)濾器功能失效，失去過(guò)濾效果，導(dǎo)致雜質(zhì)進(jìn)入轉(zhuǎn)子，造成壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子磨損，軸承碎裂等危險(xiǎn)，并在空壓機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生異常噪音，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子卡死，電機(jī)燒損。根據(jù)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，只要出現(xiàn)轉(zhuǎn)子異常磨損，空壓機(jī)內(nèi)部溫度就會(huì)過(guò)高，導(dǎo)致高溫故障（圖4）。

（6）未定期清潔或更換回油管內(nèi)部的過(guò)濾網(wǎng)，潤(rùn)滑油流通不暢，隨著分離的油越積越多，最終導(dǎo)致油氣分離器失效，使?jié)櫥碗S壓縮空氣進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)，造成空壓機(jī)油位下降進(jìn)而導(dǎo)致空壓機(jī)溫度升高，發(fā)生高溫故障，嚴(yán)重時(shí)燒損空壓機(jī)。另外，散熱器阻塞也會(huì)導(dǎo)致散熱不良，空壓機(jī)內(nèi)部溫度升高。

3 維護(hù)保養(yǎng)方案

通過(guò)以上分析，空壓機(jī)高溫故障多數(shù)由于空壓機(jī)內(nèi)潤(rùn)滑油缺失或空壓機(jī)內(nèi)含有雜質(zhì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子異常磨損所致。在日常維護(hù)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)檢查空壓機(jī)是否漏油、油位是否正常、空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否有異常噪音、定期檢查過(guò)濾器及過(guò)濾網(wǎng)是否需要清潔或更換、檢查散熱器是否阻塞，嚴(yán)格按照操作規(guī)范對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

（1）需使用規(guī)定型號(hào)的潤(rùn)滑油。如果添加了其它油品，必須立即將潤(rùn)滑油排凈，加入足量規(guī)定潤(rùn)滑油，運(yùn)轉(zhuǎn)15分鐘以上并再次將潤(rùn)滑油排凈，同時(shí)更換油過(guò)濾器。換上新的油過(guò)濾器，然后加入規(guī)定的潤(rùn)滑油。

（2）定期檢查空壓機(jī)油位，當(dāng)空壓機(jī)停機(jī)且無(wú)負(fù)載時(shí)，即啟動(dòng)空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)5分鐘以上，停機(jī)5分鐘至20分鐘以?xún)?nèi)進(jìn)行油位檢查，潤(rùn)滑油位應(yīng)該位于上下限之間。如發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油量過(guò)多，則需從空壓機(jī)的排油閥處排放出多余潤(rùn)滑油。如油位過(guò)高未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，且空壓機(jī)經(jīng)過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)，除了要排出多余潤(rùn)滑油之外，還需檢查空氣過(guò)濾器和油氣分離器。

（3）每次打開(kāi)加油口蓋并重新擰緊前必須更換新的密封墊，按照要求的力矩?cái)Q緊。如加油時(shí)不小心混入雜質(zhì)，則需將潤(rùn)滑油排凈，并多次使用規(guī)定的潤(rùn)滑油清洗空壓機(jī)油路后排凈，更換新的油過(guò)濾器，重新加入潤(rùn)滑油，方可投入運(yùn)用。

（4）定期檢查并清潔或更換回油管內(nèi)的過(guò)濾網(wǎng)。如有必要?jiǎng)t需更換油氣分離器和空氣過(guò)濾器。應(yīng)考慮實(shí)際使用情況，合理制定檢修周期，但周期不得大于空壓機(jī)維護(hù)說(shuō)明書(shū)中規(guī)定的日期，到達(dá)日期必須立即更換油過(guò)濾器，并更換潤(rùn)滑油。

4 建議措施

建議車(chē)輛設(shè)計(jì)時(shí)空壓機(jī)高溫故障能夠在司機(jī)室屏幕上提示，或利用監(jiān)控來(lái)觀察空壓機(jī)內(nèi)部實(shí)際溫度，以提示操作人員空壓機(jī)是否發(fā)生高溫故障。目前的常規(guī)設(shè)置是空壓機(jī)高溫故障后熱保護(hù)繼電器動(dòng)作，空壓機(jī)停止工作，當(dāng)空壓機(jī)內(nèi)部溫度降低，空壓機(jī)可再次工作。這樣的好處是可以保證當(dāng)前的運(yùn)行，但這會(huì)使處于故障的空壓機(jī)反復(fù)工作，有可能會(huì)導(dǎo)致空壓機(jī)完全故障而產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞。因此建議在車(chē)輛到達(dá)段內(nèi)后及時(shí)檢修，避免更大的故障發(fā)生。

5 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)車(chē)輛運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，從多方面分析了空壓機(jī)高溫故障產(chǎn)生的原因，提出了維護(hù)保養(yǎng)方案，給出了合理的建議措施，為工程技術(shù)人員提供參考。

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