CRH6A型城際動(dòng)車組主空壓機(jī)油溫高的原因分析

文/宋偉雅 李龍杰 陳鈞潤(rùn)

1 CRH6A型城際動(dòng)車組風(fēng)源系統(tǒng)

CRH6A型城際動(dòng)車組風(fēng)源系統(tǒng)主要由主空氣壓縮機(jī)組（以下簡(jiǎn)稱“主空壓機(jī)”）、干燥器、總風(fēng)缸、控制風(fēng)缸以及貫穿全列車的總風(fēng)管組成，為制動(dòng)系統(tǒng)及其他風(fēng)動(dòng)裝置提供清潔、干燥的壓縮空氣。在有受電弓的車輛設(shè)置輔助空氣壓縮機(jī)組，在動(dòng)車組主空壓機(jī)不能供風(fēng)且總風(fēng)壓力不足時(shí)，可利用動(dòng)車組蓄電池啟動(dòng)輔助空氣壓縮機(jī)組為受電弓升降弓裝置、真空斷路器（VCB）等提供風(fēng)源。

全列車設(shè)置兩臺(tái)主空壓機(jī)，吊掛在03、07車下設(shè)備艙內(nèi)，所有主空壓機(jī)均通過貫穿全列車的總風(fēng)管聯(lián)通。主空壓機(jī)由交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用箱體結(jié)構(gòu)，并配置膜式空氣干燥器。此外，全列車設(shè)置兩臺(tái)輔助空壓機(jī)，吊掛在04、06車下，由車載蓄電池供電，壓力低于640kPa時(shí)，通過駕駛室內(nèi)的輔助空壓機(jī)旋鈕啟動(dòng)，高于780kPa時(shí)則自動(dòng)停機(jī)。

2 主空壓機(jī)工作原理

CRH6A型城際動(dòng)車組采用的是阿特拉斯公司的GAR14型固定式、風(fēng)冷、噴油螺桿式主空壓機(jī)。其中，主空壓機(jī)包括壓縮機(jī)機(jī)頭、整體冷卻風(fēng)扇、復(fù)合冷卻（空氣/油）、油氣分離器、水分離器、集成過濾裝置、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及膜式干燥器等部件。裝有主空壓機(jī)的車輛能夠通過制動(dòng)控制裝置（BCU）中的總風(fēng)壓力傳感器檢測(cè)主風(fēng)缸壓力，由此啟動(dòng)或停止主空壓機(jī)，當(dāng)主風(fēng)缸氣壓低于780kPa時(shí)，2臺(tái)主空壓機(jī)同時(shí)啟動(dòng)打風(fēng)，并在主風(fēng)缸氣壓達(dá)880kPa后停止工作。

（1）氣路系統(tǒng)。外界空氣通過空氣濾清器進(jìn)入空氣壓縮機(jī)機(jī)頭并被壓縮，被壓縮后的空氣高溫且含有油氣；而后經(jīng)過油氣分離器進(jìn)入冷卻器被冷卻，空氣含水量降低；冷卻后的壓縮空氣進(jìn)入管道過濾器過濾；過濾后的壓縮空氣通過膜式干燥器再次干燥后給動(dòng)車組提供風(fēng)源。

（2）油路系統(tǒng)。油氣分離器對(duì)壓縮空氣進(jìn)行油氣分離，此時(shí)壓縮空氣將潤(rùn)滑油從油氣分離器內(nèi)擠出。當(dāng)潤(rùn)滑油的溫度低于75℃時(shí)，溫控閥將關(guān)閉油冷入口，此時(shí)潤(rùn)滑油在壓縮空氣的作用下經(jīng)過油濾和斷油閥進(jìn)入轉(zhuǎn)子，油冷卻器被旁通；當(dāng)潤(rùn)滑油的溫度高于75℃時(shí)，溫控閥打開油冷入口，潤(rùn)滑油進(jìn)入油冷卻器，并在冷卻后經(jīng)過油濾和斷油閥進(jìn)入轉(zhuǎn)子（見圖1）。

圖1 主空壓機(jī)工作原理示意

3 主空壓機(jī)報(bào)油溫高的原因分析

自2016年3月CRH6A城際動(dòng)車組在中國(guó)鐵路廣州局集團(tuán)有限公司投入運(yùn)用以來，列車的主空壓機(jī)油溫高故障頻發(fā)，給動(dòng)車組檢修和運(yùn)營(yíng)秩序帶來較大影響。下文主要梳理了造成主空壓機(jī)油溫高的3個(gè)典型原因。

3.1 分析思路

主空壓機(jī)的轉(zhuǎn)子在壓縮空氣時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，需要潤(rùn)滑油對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻，才能確保轉(zhuǎn)子不因過熱而停止工作。壓縮機(jī)機(jī)頭出口處安裝有溫度開關(guān)，當(dāng)潤(rùn)滑油的溫度達(dá)120℃±3℃，車輛信息顯示屏報(bào)主空壓機(jī)油溫高，溫度開關(guān)切斷主空壓機(jī)控制回路使主空壓機(jī)停機(jī)。其中，導(dǎo)致油溫高的可能原因有：（1）缺少潤(rùn)滑油；（2）冷卻器臟堵，潤(rùn)滑油無法散熱；（3）潤(rùn)滑油比較臟，潤(rùn)滑油粘度大；（4）潤(rùn)滑油管路堵塞；（5）油濾堵塞；（6）閥件卡滯致使開啟度不足，供油量少；（7）溫度傳感器故障；（8）膜式干燥器的泄漏量超過40L/min?？梢?，導(dǎo)致主空壓機(jī)報(bào)油溫高的原因較多，涉及的檢查項(xiàng)點(diǎn)較多。排查步驟如下：

步驟一：了解主空壓機(jī)油溫高應(yīng)急處理情況。查看報(bào)油溫高的主空壓機(jī)是否已切除，如已切除則入庫(kù)恢復(fù)看故障是否能夠重現(xiàn)。如果故障能快速重現(xiàn)的話，基本能把故障范圍縮小至主空壓油路和電氣控制方面，否則執(zhí)行以下步驟進(jìn)一步排查。

步驟二：對(duì)主空壓機(jī)打風(fēng)能力進(jìn)行檢查?？傦L(fēng)風(fēng)壓為780kPa～880kPa，03、07車打風(fēng)時(shí)間在70s內(nèi)最佳，如果超過90s，需單獨(dú)啟動(dòng)主空壓機(jī)進(jìn)行單元打風(fēng)，把故障鎖定在打風(fēng)時(shí)間較長(zhǎng)的主空壓機(jī)。如該主空壓機(jī)氣路無漏氣現(xiàn)象，則需重點(diǎn)檢查膜式干燥器，特別注意的是報(bào)油溫高的主空壓機(jī)的膜式干燥器未必有問題。主空壓機(jī)停機(jī)后，待總風(fēng)穩(wěn)定后進(jìn)行整車保壓，若是總風(fēng)管的總風(fēng)每5min下降量≤20kpa，則進(jìn)行步驟三；否則就先檢查整車是否有風(fēng)管漏風(fēng)現(xiàn)象，如有漏風(fēng)現(xiàn)象，則在處理后重復(fù)步驟二。

步驟三：外觀檢查。打開03、07車主空壓機(jī)活動(dòng)裙板（如通過步驟二的單元打風(fēng)能鎖定故障主空壓機(jī)的話，只需檢查故障主空壓機(jī)的活動(dòng)裙板即可），首先檢查溫度是否達(dá)到110℃～120℃，如果沒有，需檢查溫度開關(guān)是否存在誤報(bào)故障，否則排除溫度開關(guān)誤報(bào)故障；檢查油位鏡的油位是否在范圍之內(nèi)，以及油管是否漏油、氣管是否漏氣、冷卻器表面是否臟堵等，如有以上現(xiàn)象，按要求進(jìn)行處理。

步驟四：過濾器檢查。根據(jù)實(shí)際情況檢查空氣過濾器濾芯是否臟堵，油濾濾芯是否臟堵，WSDR過濾器、DDR過濾器、PDR過濾器是否臟堵，如有發(fā)現(xiàn)異常和臟堵，則及時(shí)進(jìn)行處理。如果相關(guān)過濾器臟堵或破損，會(huì)影響打風(fēng)效率和冷卻效果，容易造成主空壓機(jī)油溫高；而集成過濾器如有臟堵，則容易引起膜式干燥器損壞，造成其泄漏量超標(biāo)。

步驟五：油控閥、斷油閥點(diǎn)溫檢查。啟動(dòng)主空壓機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間，使空壓機(jī)機(jī)頭出口溫度上升至80℃（高于溫控閥開啟的控制溫度75℃），促使?jié)櫥土魅胗屠鋮s器；對(duì)油冷卻器入口、出口和轉(zhuǎn)子機(jī)頭進(jìn)行溫度測(cè)量，核查油冷卻器能否降低潤(rùn)滑油溫度，從而進(jìn)一步推斷閥件是否存在卡滯。

3.2 造成油溫高的典型原因分析

（1）膜式干燥器故障。膜式干燥器故障主要原因?yàn)槠鋬?nèi)部纖維膜疲勞老化，壓縮空氣在經(jīng)過疲勞破損的纖維膜時(shí)會(huì)直接泄漏到膜外，降低空壓機(jī)的打風(fēng)效率，也影響空壓機(jī)的使用壽命，因此，需定期對(duì)膜式干燥器進(jìn)行漏風(fēng)檢測(cè)。如果泄漏量大于40L/min，則需更換膜式干燥器，提前預(yù)防故障；若是在排除了整車管路漏風(fēng)的情況下，整車打風(fēng)時(shí)間依然較長(zhǎng)，那么膜式干燥器泄漏量超標(biāo)的可能性極高。

（2）恒溫閥或斷油閥的卡滯導(dǎo)致開啟度不足，供油量少。恒溫閥、斷油閥O型圈老化或破損，使閥件卡滯，會(huì)最終導(dǎo)致潤(rùn)滑油無法正常供應(yīng)。當(dāng)斷油閥異常卡滯時(shí)，無法給轉(zhuǎn)子提供潤(rùn)滑油，主空壓機(jī)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)報(bào)油溫高；當(dāng)潤(rùn)滑油溫度高于75℃時(shí)，恒溫閥異?？o法打開，潤(rùn)滑油無法進(jìn)入油冷卻器進(jìn)行冷卻，從而容易導(dǎo)致報(bào)油溫過高故障。因此，需按計(jì)劃及時(shí)開展相關(guān)專項(xiàng)修，避免出現(xiàn)橡膠件老化導(dǎo)致閥件卡滯的情況。

（3）空氣過濾器、冷卻器、油濾臟堵，潤(rùn)滑油冷卻效果較差。若是空氣過濾器進(jìn)風(fēng)口有大量粉塵，則會(huì)堵塞空氣過濾器濾芯，導(dǎo)致進(jìn)氣量下降，同時(shí)也降低了排氣量，容易讓灰塵進(jìn)入到油路系統(tǒng)，使油質(zhì)變差。若是冷卻器灰塵過多，潤(rùn)滑油熱量無法散發(fā)，從而無法保證良好的冷卻效果。油濾臟堵會(huì)使得過濾性能下降，無法過濾潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)，直接導(dǎo)致潤(rùn)滑油的質(zhì)量下降，最終影響潤(rùn)滑冷卻效果。因此，檢修單位應(yīng)嚴(yán)格按照檢修標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)，確保潤(rùn)滑油的冷卻效果。

4 結(jié)語

本文通過對(duì)CRH6A型城際動(dòng)車組風(fēng)源系統(tǒng)原理和主空壓機(jī)工作原理進(jìn)行闡述，梳理了主空壓機(jī)油溫高原因分析思路，列舉了3個(gè)造成油溫高的典型原因，對(duì)今后快速查找溫油高原因和主空壓機(jī)的檢修作業(yè)提供參考。