GKD2型內(nèi)燃機(jī)車空氣凈化系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)

江 濤

（江西銅業(yè)股份有限公司貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

內(nèi)燃機(jī)車是冶金企業(yè)重要的交通運(yùn)輸工具，貴溪冶煉廠鐵路編組站有5臺(tái)GKD2型內(nèi)燃機(jī)車。內(nèi)燃機(jī)車風(fēng)源凈化系統(tǒng)對(duì)機(jī)車的正常運(yùn)行具有很大作用，機(jī)車空氣凈化系統(tǒng)是機(jī)車風(fēng)源系統(tǒng)的主要組成部分，為機(jī)車制動(dòng)和走車電路提供清潔、高效的風(fēng)源，保障機(jī)車的正常安全運(yùn)行［1］。在改進(jìn)前機(jī)車空氣凈化系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)缺陷，導(dǎo)致機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)和走車電路等相關(guān)故障頻發(fā)，不僅嚴(yán)重影響鐵路行車安全還增加了檢修人員的工作負(fù)擔(dān)和備件維修成本。為解決空氣凈化系統(tǒng)導(dǎo)致的故障，車站多次與生產(chǎn)廠家進(jìn)行溝通，對(duì)方未能提出較好的解決方案。如何解決這個(gè)難題一直困擾了車站多年。

2 空氣凈化系統(tǒng)的組成及工作原理

空氣凈化系統(tǒng)由濾清器、空氣干燥筒、閥件及管路等組成。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 空氣凈化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

機(jī)車上所使用的的空氣直接來(lái)源于大氣，大氣中除了氣體外還含有大量的水分，塵埃等雜質(zhì)，空氣凈化系統(tǒng)主要作用就是清除壓縮空氣中的油分、水分和塵埃等三大有害物質(zhì)，使輸入總風(fēng)缸的壓縮空氣得到凈化，為機(jī)車提供可靠的風(fēng)源［2］。經(jīng)過(guò)空壓機(jī)壓縮后的空氣首先進(jìn)入濾清筒過(guò)濾塵埃、油霧等雜質(zhì)，之后經(jīng)干燥筒進(jìn)行干燥，最后進(jìn)入總風(fēng)缸。

3 空氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷分析及改進(jìn)措施

在機(jī)車實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)過(guò)空氣凈化系統(tǒng)凈化后的空氣中仍然有一部分霧狀潤(rùn)滑油、水氣和塵埃等有害雜質(zhì)混入到總風(fēng)缸，這些有害物質(zhì)的累積易造成機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)和走車電路發(fā)生故障，甚至制動(dòng)失效，嚴(yán)重危及行車安全。我們對(duì)空氣凈化系統(tǒng)部件進(jìn)行分解，結(jié)合日常使用情況發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致相關(guān)故障產(chǎn)生的直接原因就是空氣凈化系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)缺陷。

表1可以看出因空氣凈化系統(tǒng)缺陷導(dǎo)致的內(nèi)燃機(jī)車故障：內(nèi)部銹蝕、管路凍結(jié)堵塞、制動(dòng)閥件故障、控制用風(fēng)系統(tǒng)失靈等。

表1 空氣凈化系統(tǒng)故障統(tǒng)計(jì)

3.1 空氣雜質(zhì)過(guò)濾程度不夠

現(xiàn)有環(huán)境空氣中雜質(zhì)多，機(jī)車空氣凈化系統(tǒng)對(duì)空氣過(guò)濾程度不夠會(huì)造成制動(dòng)閥件故障頻繁，控制用風(fēng)系統(tǒng)失靈，從而無(wú)法正常停車和運(yùn)行［3］。為進(jìn)一步加強(qiáng)空氣雜質(zhì)的過(guò)濾，我們加裝了油水分離器作為前置濾芯，對(duì)空氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行前期凈化。油水分離器用以消除空氣壓縮機(jī)出來(lái)的壓縮空氣中的液態(tài)（油、水）粒子及塵埃等，以減輕空氣干燥器中干燥劑的吸附負(fù)荷及油粒子對(duì)干燥劑的污染。

運(yùn)用中，乘務(wù)人員應(yīng)經(jīng)常在有壓力空氣的情況下，打開(kāi)排污塞門(mén)，以排除污物，在每次中修時(shí)應(yīng)對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行清洗［4］。

圖2 油水分離器

3.2 雜質(zhì)排放不徹底

濾清筒和干燥筒底部油霧等雜質(zhì)，需要依靠人工不定時(shí)的打開(kāi)底部閥門(mén)排放雜質(zhì)。一旦人工排放頻率沒(méi)有得到保證，且排放壓力小，就會(huì)在工作過(guò)程中產(chǎn)生塵埃，會(huì)直接導(dǎo)致排放不徹底。時(shí)間一長(zhǎng)濾清筒和干燥筒底部積累的雜質(zhì)越來(lái)越多，并隨著空氣進(jìn)入總風(fēng)缸，從而進(jìn)入機(jī)車控制用風(fēng)系統(tǒng)，造成一系列的故障。為使雜質(zhì)排放徹底，我們加裝了排泄電磁閥和再生風(fēng)缸。排泄電磁閥的作用是在空氣壓縮機(jī)工作時(shí)關(guān)閉濾清筒到大氣的通路，在空氣壓縮機(jī)停止工作時(shí)，將濾清筒中積存的油霧、塵埃、水和來(lái)自再生風(fēng)缸的風(fēng)排入大氣。排泄電磁閥由1個(gè)FKIB型兩位兩通電空閥和1個(gè)排泄閥兩部分組成［5］，如圖3所示。

圖3 電磁排泄閥

排泄電磁閥上有3條氣路。第一、 左邊氣路經(jīng)截?cái)嗳T(mén)與濾清筒相連；第二、 右邊上面的氣路與再生風(fēng)缸相連，通過(guò)FKIB型電空閥，使再生風(fēng)缸跟上端蓋與活塞間的氣室相通，這條氣路是控制排泄閥打開(kāi)或關(guān)閉的控制通路；第三、 右邊下面的氣路與消音器相連。

加裝了排泄電磁閥和再生風(fēng)缸之后，空氣凈化系統(tǒng)形成了新的結(jié)構(gòu)，如圖4所示。加裝的電磁閥進(jìn)線接在Yc輔助常閉閥觸頭上，當(dāng)空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電磁閥不得電，排泄閥處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)空壓機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電磁閥得電，帶動(dòng)內(nèi)部銜鐵左移，再生風(fēng)缸的風(fēng)經(jīng)電磁閥右側(cè)通路進(jìn)入排泄閥頂部，克服彈簧壓力將排泄閥內(nèi)活塞下壓，溝通油水分離器、濾清筒、干燥筒與機(jī)車油底殼的通路，將污油排入其中，經(jīng)過(guò)30 s左右，再生風(fēng)缸風(fēng)壓下降到50kPa以下，雖然電磁閥仍然得電，但再生風(fēng)缸的風(fēng)壓克服不了活塞彈簧的壓力，活塞在彈簧的彈力作用下上下移動(dòng)，將油水分離器、濾清筒、干燥筒與機(jī)車油底殼的通路關(guān)閉［6］。

圖4 空氣凈化系統(tǒng)

3.3 排放方式不環(huán)保

空氣凈化系統(tǒng)產(chǎn)生的污染物，通過(guò)管路直接排放到鐵路線路上，導(dǎo)致環(huán)境污染。為改變其排放方式，我們對(duì)排污管路進(jìn)行改造，將排污管連接到機(jī)車動(dòng)力室的污油箱內(nèi)，污油箱收集到的污油全部排入污油池，防止環(huán)境污染。

圖5 管路改進(jìn)后示意圖

4 結(jié)束語(yǔ)

空氣凈化系統(tǒng)改進(jìn)后，我們對(duì)改進(jìn)前后的系統(tǒng)故障進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，如圖6所示。改造后的空氣凈化系統(tǒng)能做到定時(shí)、定壓排放雜質(zhì)，將空氣徹底凈化，降低機(jī)車運(yùn)行故障的產(chǎn)生，且排放的污染物可回收，達(dá)到降低生產(chǎn)成本、維護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。

圖6 改進(jìn)前后空氣凈化系統(tǒng)故障次數(shù)