地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)通風(fēng)機(jī)工作原理及異響分析研究

虞堂文

摘要：地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)是城市軌道交通車輛調(diào)節(jié)客室空氣溫度和濕度的重要系統(tǒng)組成部分，它的主要功能是調(diào)節(jié)車廂內(nèi)空氣，以達(dá)到除濕、降溫的效果，給乘客提供一個(gè)舒適的乘車環(huán)境，提升乘客乘車體驗(yàn)滿意度。目前，南京地鐵電客車使用的空調(diào)設(shè)備是石家莊國(guó)祥運(yùn)輸設(shè)備有限公司生產(chǎn)的KG44J型空調(diào)機(jī)組。本文主要探討的是地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)通風(fēng)機(jī)異響故障。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛，空調(diào)系統(tǒng)，通風(fēng)機(jī)異響

1地鐵空調(diào)系統(tǒng)及通風(fēng)機(jī)工作原理

1.1空調(diào)機(jī)組的工作原理簡(jiǎn)介

客室內(nèi)的循環(huán)空氣及由新風(fēng)道引入的新鮮空氣，由空調(diào)機(jī)組的通風(fēng)機(jī)吸入，在客室蒸發(fā)器前與外界的新風(fēng)混合，通過蒸發(fā)器得到冷卻，并經(jīng)機(jī)組出風(fēng)口送入車頂通風(fēng)道，通過格柵向車內(nèi)均勻地吹出冷風(fēng)。在制冷系統(tǒng)連續(xù)工作下使車內(nèi)溫度逐漸降低，并通過設(shè)置在機(jī)組回風(fēng)口的回風(fēng)溫度傳感器和新風(fēng)口的新風(fēng)傳感器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)車內(nèi)空氣溫度按照曲線自動(dòng)控制。同時(shí)，配合回風(fēng)閥和新風(fēng)閥的控制，空調(diào)機(jī)組能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)預(yù)冷、制冷和通風(fēng)功能。

1.2制冷系統(tǒng)的工作過程

正常在制冷循環(huán)過程中，客室壓縮機(jī)從蒸發(fā)器吸入制冷劑R407C氣體，將其壓縮成高溫高壓的R407C蒸汽，送入冷凝器，并與外界空氣進(jìn)行熱交換，放出熱量后，冷凝成高壓的R407C液體，然后經(jīng)毛細(xì)管節(jié)流降壓后變成低溫低壓液體，進(jìn)入到蒸發(fā)器，并吸收由室內(nèi)流過蒸發(fā)器的空氣的熱量，蒸發(fā)成低壓蒸汽再被壓縮機(jī)吸入，由此完成一個(gè)制冷循環(huán)。制冷劑連續(xù)從室內(nèi)吸收熱量，并在室外放出，從而達(dá)到使室內(nèi)降溫、除濕的效果。通風(fēng)機(jī)通常又稱為蒸發(fā)風(fēng)機(jī)，它的作用主要是強(qiáng)化冷媒在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過程，并將經(jīng)蒸發(fā)器冷卻降溫的空氣或經(jīng)電加熱器加熱升溫的空氣送入車內(nèi)。此空調(diào)系統(tǒng)的蒸發(fā)風(fēng)機(jī)為直聯(lián)多葉片式離心風(fēng)機(jī)，它由電機(jī)、蝸殼、葉輪、底盤組成。

2通風(fēng)機(jī)異響原因分析

在空調(diào)機(jī)組實(shí)際工作中，我們檢修過程中發(fā)現(xiàn)空調(diào)通風(fēng)機(jī)在運(yùn)行到一定年限后，會(huì)有“嗡嗡”的異音，初步分析風(fēng)機(jī)異響的三個(gè)原因：（1）通風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承異常;（2）通風(fēng)機(jī)安裝不平衡;（3）通風(fēng)機(jī)緊固部位松弛。

為進(jìn)一步分析確認(rèn)通風(fēng)機(jī)異響的原因，我們隨機(jī)選取了4臺(tái)有異響的通風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)和拆機(jī)檢查，檢測(cè)結(jié)果如下：

①號(hào)風(fēng)機(jī)：1.編號(hào)為2013040045的風(fēng)機(jī)通電運(yùn)行，測(cè)量風(fēng)機(jī)的振動(dòng)值為1.9mm/s，在合格范圍內(nèi)。2.電機(jī)拆解后測(cè)量電機(jī)軸承室及轉(zhuǎn)子的軸承位的尺寸均在合格的范圍內(nèi)。3.破拆軸承檢查油脂量正常，清洗后發(fā)現(xiàn)非驅(qū)動(dòng)端軸承內(nèi)滑道損傷。

②號(hào)風(fēng)機(jī)：1.編號(hào)為2012090069的風(fēng)機(jī)通電運(yùn)行，測(cè)得風(fēng)機(jī)的振動(dòng)值為1.7mm/s，在合格范圍內(nèi)。2.電機(jī)拆解檢查端蓋軸承室及轉(zhuǎn)子軸承位的尺寸均在合格范圍內(nèi)。3.破拆軸承檢查油脂量正常，清洗后發(fā)現(xiàn)軸承滑道內(nèi)損傷，表層有脫落的現(xiàn)象。

③號(hào)風(fēng)機(jī)：1.編號(hào)為2013070093的風(fēng)機(jī)進(jìn)行通電運(yùn)行，測(cè)得風(fēng)機(jī)的振動(dòng)值為2.5mm/s，振動(dòng)值偏大，有抖動(dòng)。

2.拆卸下風(fēng)葉測(cè)試電機(jī)聲音及振動(dòng)正常

④號(hào)風(fēng)機(jī)：1.測(cè)量電機(jī)絕緣為350MΩ，在合格范圍內(nèi)（標(biāo)準(zhǔn)>5MΩ）。2.拆解電機(jī)后用手盤動(dòng)軸承時(shí)發(fā)現(xiàn)電機(jī)非驅(qū)動(dòng)端軸承損壞。3.拆卸風(fēng)機(jī)，撬開軸承密封蓋對(duì)比，非驅(qū)動(dòng)端軸承的油脂已經(jīng)干涸。

3故障處理及保養(yǎng)建議

3.1故障處理

1.①②④號(hào)風(fēng)機(jī)重新更換了軸承，組裝后測(cè)試合格。

2.③號(hào)風(fēng)機(jī)將風(fēng)葉重新進(jìn)行動(dòng)平衡校準(zhǔn)，安裝后測(cè)試合格。

3.2保養(yǎng)建議

為避免通風(fēng)機(jī)異響，建議應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)空調(diào)機(jī)組的保養(yǎng)與維護(hù)。

3.2.1冷凝器清潔

灰塵或異物落在冷凝器的散熱片上時(shí)會(huì)影響換熱效率，并會(huì)影響高壓側(cè)的壓力。

A-用與冷凝風(fēng)向相反的壓縮空氣吹冷凝器散熱片

B-用真空吸塵器清潔灰塵

C-必要時(shí)可使用專用清潔劑

3.2.2蒸發(fā)器清潔

當(dāng)蒸發(fā)器積灰較多時(shí)，會(huì)影響室內(nèi)通風(fēng)機(jī)通風(fēng)量，導(dǎo)致制冷量不足，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使蒸發(fā)器表面的凝結(jié)水被通風(fēng)機(jī)吹入風(fēng)道內(nèi)，并通過格柵出風(fēng)口流入車廂內(nèi)。

A-用與送風(fēng)風(fēng)向相反的壓縮空氣吹蒸發(fā)器散熱片

B-用真空吸塵器清潔灰塵

C-必要時(shí)可使用專用清潔劑

3.2.3油漆修復(fù)

A-檢查空調(diào)機(jī)組表面油漆

B-檢查主要部件，包括風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)，氣液分離器等。若有部件生銹，首先去除銹跡再涂防銹漆，然后涂面漆

3.2.4排水口的清潔

請(qǐng)將排水口清理干凈，使之不被垃圾或異物等堵塞。

3.2.5檢查并清潔蒸發(fā)風(fēng)機(jī)

清潔蒸發(fā)風(fēng)機(jī)，尤其須用軟刷清洗葉片（注意不要令葉片變形）。

如機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)中，有異常噪音或震動(dòng)，請(qǐng)參照3.4更換電機(jī)或軸承。

3.2.6隔熱材料檢查

目測(cè)蒸發(fā)器室中隔熱材料是否老化：

A-表面有明顯裂痕

B-明顯損傷

C-與箱體粘接處有開膠現(xiàn)象

除去老化或損壞的部分，換粘新的符合NFF16101/102標(biāo)準(zhǔn)的隔熱材料。

3.2.7管路固定膠圈

固定管路時(shí)使用管路固定膠圈防止管路受損。當(dāng)檢查出膠圈有明顯裂痕或冷卻管固定不牢時(shí)更換膠圈。

3.2.8減振器失效的判定

減振器不需特殊維護(hù)，如損壞或失效，應(yīng)予以更換。失效的判定方法：

A-目測(cè)減振器表面有明顯的裂紋

B-壓縮機(jī)有異常的振動(dòng)或噪音

3.2.9緊固件檢查（壓縮機(jī)，風(fēng)機(jī)和電氣元件終端等的螺栓）

通過查看螺栓防松標(biāo)記或以錘輕擊來檢查各元件（如壓縮機(jī)，風(fēng)機(jī)，電氣元件終端等）的安裝螺栓是否松動(dòng)。

3.2.10絕緣電阻檢查

用500V電阻表測(cè)量絕緣電阻并確認(rèn)帶電部分與無電部分之間的阻值大于5MΩ。

如果不大于5MΩ，請(qǐng)檢查各部分是否有絕緣老化并做適當(dāng)?shù)匦扪a(bǔ)。

3.2.11電氣連接檢查

請(qǐng)確認(rèn)電線端部連接及其緊固螺栓連接牢固，可靠。

4結(jié)語

4.1根據(jù)上述異響通風(fēng)機(jī)檢測(cè)和拆機(jī)檢查，得到初步結(jié)論：1.風(fēng)機(jī)異響來源于軸承的損壞;2.風(fēng)機(jī)異響是通風(fēng)機(jī)安裝不平衡導(dǎo)致。而軸承損傷引起風(fēng)機(jī)異響占比達(dá)75%。

1.軸承損傷的原因有幾種可能：

①風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的軸電流過大，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后造成軸承損壞。

②軸承在生產(chǎn)時(shí)存在個(gè)別的質(zhì)量問題，運(yùn)行一段時(shí)間后軸承滑道表面出現(xiàn)剝離的現(xiàn)象，而使電機(jī)在運(yùn)行時(shí)有異常聲音。

2.振動(dòng)引起異音，電機(jī)本身的振動(dòng)值偏大，與其它部件形成一定的共振現(xiàn)象，會(huì)產(chǎn)生異常的聲音，引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)大有兩種可能：①風(fēng)機(jī)在出廠時(shí)，由于檢測(cè)疏忽的原因出現(xiàn)極個(gè)別的風(fēng)機(jī)振動(dòng)偏大。②風(fēng)機(jī)在安裝時(shí)由于個(gè)別原因使風(fēng)機(jī)發(fā)生碰撞或受力致使葉輪發(fā)生一定量的變形也會(huì)使振動(dòng)值變大。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳洋，周月，李偉新，程?hào)|旭，劉洋，調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)工作原理及故障案例[J].城市軌道交通研究.2020（04）：111-113

[2]張大勇，論述地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及典型故障案例解析[J].科技風(fēng).2019（26）：182-183

[3]趙剛，天津地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)典型故障與整改的分析及對(duì)策[J].電子世界.2014（07）：122-123EB260324-D1BF-4738-99F8-B5D127221CFB