地鐵列車空調(diào)故障原因分析及控制方法研究

張競

摘 要：隨著列車設(shè)計水平的提高，空調(diào)系統(tǒng)作為列車舒適性的重要部件，降低空調(diào)故障保證空調(diào)的正常功能顯得至關(guān)重要。分析了南寧地鐵一期列車空調(diào)常見故障原因及控制方法。

關(guān)鍵詞：地鐵;列車空調(diào);故障

隨著國內(nèi)城市軌道交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，地鐵列車的設(shè)計水平和要求也更高了。為了提供舒適的乘車環(huán)境，列車就必須配備大功率的空調(diào)系統(tǒng)。地鐵列車空調(diào)系統(tǒng)作為列車通風(fēng)及制冷系統(tǒng)，調(diào)節(jié)客室溫度，為乘客提供舒適的乘車環(huán)境。因此保證列車空調(diào)系統(tǒng)功能正常，對提高列車的舒適性和安全性非常重要。

1 南寧地鐵一期工程地鐵列車空調(diào)簡介

南寧一期工程地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)由石家莊國祥制造，每節(jié)車裝有兩臺相同的頂置單元式空調(diào)機(jī)組，用于客室和司機(jī)室的空氣調(diào)節(jié)。采用微機(jī)（110V）、溫度選擇開關(guān)、高低壓開關(guān)、溫度傳感器、電磁閥、繼電器實現(xiàn)對空調(diào)各電機(jī)控制、客室溫度的監(jiān)控及調(diào)節(jié)。司機(jī)室配有獨立的司機(jī)室通風(fēng)單元，可通過手動旋鈕開關(guān)對風(fēng)量進(jìn)行多級調(diào)節(jié)。

2 列車空調(diào)系統(tǒng)的控制方式

空調(diào)控制器（KPC）作為每節(jié)車空調(diào)控制的核心部件，通過MVB網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與列車通信控制系統(tǒng)（TCC）的通信，實現(xiàn)故障信息、空調(diào)運(yùn)行模式、部件啟動請求指令的傳輸。

空調(diào)控制器對空調(diào)各部件的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和管理，通過接收溫度選擇開關(guān)輸入的目標(biāo)溫度值及各溫度傳感器輸入的溫度值（新風(fēng)、回風(fēng)、送風(fēng)溫度）、載荷數(shù)據(jù)來計算列車的制冷需求，再將各部件的動作指令通過輸出端口發(fā)送到各控制繼電器，由控制繼電器來控制各電機(jī)的啟停。若空調(diào)控制器未接收到選擇開關(guān)輸入的目標(biāo)值或接收到的目標(biāo)值超出設(shè)定范圍，空調(diào)系統(tǒng)將不工作，此時只有通過MVB網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的緊急通風(fēng)指令可以被執(zhí)行。

3 常見的空調(diào)故障原因探討及控制措施研究

3.1 空調(diào)制冷劑泄漏

空調(diào)制冷劑泄漏作為空調(diào)系統(tǒng)的最主要故障之一，影響列車客室的舒適性。通過檢查發(fā)現(xiàn)南寧一期列車空調(diào)常見的泄露點有：毛細(xì)管破損、編織管磨損及管路堵塞。

3.1.1 空調(diào)管路泄漏控制研究

一期列車在空調(diào)毛細(xì)管及低壓編織管在設(shè)計上存在缺陷，毛細(xì)管管路太長、管徑太小，致使毛細(xì)管出現(xiàn)經(jīng)常性的斷裂;未考慮隨時間推移金屬軟編織管在重力作用下，向下彎曲并與空調(diào)殼體接觸發(fā)生磨損。

3.1.2 管路堵塞分析

列車管路堵塞主要為系統(tǒng)中存在雜質(zhì)將膨脹閥或干燥過濾器堵塞。分析原因主要為：管路破損后雜質(zhì)進(jìn)入制冷循環(huán)系統(tǒng)、干燥過濾器內(nèi)部氧化鋁顆粒被制冷劑不斷沖刷形成細(xì)小顆粒進(jìn)入制冷循環(huán)系統(tǒng)。

對于管路堵塞的控制方法可通過控制毛細(xì)管斷裂系統(tǒng)修復(fù)的清潔，可在焊接前將毛細(xì)管斷口進(jìn)行修剪;另外在管路泄露、視液鏡更換時，同時更換干燥過濾器，以減少干燥過濾器故障對系統(tǒng)的影響。

3.2 空調(diào)繼電器故障分析

空調(diào)控制繼電器作為空調(diào)執(zhí)行元件監(jiān)控的關(guān)鍵部件，對空調(diào)系統(tǒng)的性能有較大的影響?？照{(diào)繼電器為線圈110VDC，觸點通過380VAC，觸點通過電流較大，繼電器動作次數(shù)較多?？照{(diào)繼電器故障的表現(xiàn)形式主要為：觸點電阻不穩(wěn)定和偏大。

目前控制繼電器的方法為定期通過為繼電器線圈加載110VDC使繼電器動作，測量繼電器觸點電阻的方式來。因為繼電器觸點接觸不良將影響空調(diào)電機(jī)的相平衡問題，可嘗試使用低電壓（80VDC）加載繼電器線圈后進(jìn)行測量的方式來控制繼電器觸點接觸不良問題。

3.3 溫度傳感器故障探討

列車空調(diào)溫度傳感器為負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻器，它是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料，采用陶瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，因為在導(dǎo)電方式上完全類似鍺、硅等半導(dǎo)體材料。溫度低時，這些氧化物材料的載流子（電子和孔穴）數(shù)目少，所以其電阻值較高;隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加，所以電阻值降低。

溫度傳感器作為列車客室溫度的重要監(jiān)測和控制器計算制冷需求的重要參數(shù)，現(xiàn)有列車對環(huán)境溫度的使用僅局限于本節(jié)車的環(huán)境溫度，實際上列車在正線運(yùn)營時，每節(jié)車所處環(huán)境溫度基本是一致的，可共用列車級的環(huán)境溫度，以減少單個傳感器故障對客室制冷效果的影響。

現(xiàn)有溫度傳感器的主要故障為線纜接觸不良和傳感器探頭電阻變小等問題。針對以上問題現(xiàn)已在年檢中對溫度傳感器的接線進(jìn)行檢查，并使用酒精對探頭進(jìn)行清潔。

4 結(jié)語

通過對南寧地鐵列車空調(diào)系統(tǒng)常見故障表現(xiàn)形式、原因的分析，進(jìn)行空調(diào)常見故障控制措施的探討，并提出了控制建議。對空調(diào)系統(tǒng)其它部件的故障仍需繼續(xù)分析，以減低空調(diào)的故障。