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车辆工程论文:铁路客车空调常见故障分析及处理

来源:985论文网 添加时间:2020-06-02 15:41
中文摘要
摘要:随着我国经济水平的不断提升,交通运输方面也有了较大的进步,铁路客车中所安装的空调机组能够带给乘客舒适的体验。但在铁路客车空调机组运转过程中,很容易产生故障。为此,本文从现场实际工作出发,将铁路客车空调的常见故障进行统计分析,归纳总结,找到常见故障的发生规律,并提出相应对策,以便于为现场工作维修提供相应的处理方法。
关键词:铁路客车;空调机组;故障分析;处理方法
 
1绪论
1.1选题背景
我国是一个具有超过13亿人口的大国,由于城乡人口分布不均,区域经济发展不平衡等,每年的流动人口超过数十亿人次。目前,我国人口流动的最主要交通工具是火车,铁路运输的安全与舒适是一件关系国计民生的重要问题。随着经济和社会的发展,人们对生活质量的追求也越来越高,人民对铁路运输的追求已经不仅仅停留在一张回家的火车票上,为数十亿旅客营造一个舒适、温馨的乘车环境是每一个铁路人不懈的追求。其中,空调是保障列车乘车环境的重要设备。根据统计,截止2000年,全国至少有16000辆各类型火车安装了空调系统。
铁路客车空调的工作条件与普通家用空调或者商用空调存在巨大的差异,由于客运高峰期和一般时期的客流量差别巨大,如果列车空调按照最大客流量冷热负荷设计,不但会造成巨ͺ大的浪ͺ费,而且在ͺ平时乘ͺ客较少ͺ时还可ͺ能出现ͺ负荷过ͺ低无法ͺ运行的ͺ可能。另外,由于列ͺ车运行ͺ中跨越ͺ全国多个区域ͺ,且可能ͺ穿过高原、隧道等ͺ不同地ͺ区,外部风压、温湿度ͺ等变化ͺ很大,也造成ͺ了列车ͺ空调运ͺ行的不ͺ稳定性ͺ。由于以ͺ上因素ͺ,列车空ͺ调通常ͺ故障率ͺ较高,需要经常ͺ进行检ͺ修。为了保ͺ障空调ͺ机组的ͺ安全、正常运行,无论是空调制造厂商还是空调用户,都需要对空调的性能和运行状态进行测试。本文主要针对铁路运输中的铁路客车空调常见故障分析及处理开展研究,旨在正确的使用及维护,如何降低其故障率,在出现故障时能够快速地排除故障,为检测空调机组的运行状况,以及为制定维修、维护策略提供支持。
1.2选题的目的与意义
随着我国经济的发展,国内国际间旅游及交流日益增多,铁路客运量的规模在不断的增加。同时,由于可供选择的旅行交通运输工具增多,旅客对铁路旅行的舒适度也提出了ͺ更高的要求ͺ,需要提供ͺ更多更ͺ好的铁ͺ路空调ͺ客车。因此铁ͺ路上运ͺ行的空ͺ调客车ͺ逐年增加,这也使得装配在铁路客车上的客车空调的检修生产任务越来越重,并且由于铁路客车空调所处的环境具有特殊性,使得空调的故障率远远高于一般的家用空调,因此,空调机组的检修是客车车辆检修的重要工作。
空调作为铁路客车舒适性要求的重要设备之一,但与发达国家相比,目前的状况只是解决了客车有无空调、是否大规模运用的问题。离使用舒适、健康卫生、节能环保的目标还有较大差距。如何正确的使用及维护,如何降低其故障率,在出现故障时如何快速地排除故障,是铁路客车运用部门的重要任务。
目前,铁路客车空调机组的故障研究十分广泛,比较先进的有小波分析、故障二级模糊综合评判方法、神经网络判断方法等。根据这些理论,出现了空调制冷机组实时在线监控系统、故障先兆预测系统和故障专家系统等。但这些方法和系统的投入大,对软件和硬件的要求较高,不能全部适于客车运用部门的现场维修。为此,本文从现场实际工作出发,将铁路客车空调的常见故障进行统计分析,归纳总结,找到常见故障的发生规律,并提出相应对策,以便于现场工作维修。
1.3国内外研究现状
1.3.1国内研究现状
2004年,我国铁路开始第六次大提速,逐步开始研发和部署动车列车。为了充分引进和吸收国外高速铁路的先进经验,我国在“以市场换技术”的原则下分别与加拿大庞巴迪、英国伯明翰、法国阿尔斯通以及德国西门子等公司签订了技术合作协议,引进相关高速列车技术,并在此基础上消化、吸收,经过我国工程技术人员不懈努力,形成了ͺ具有自ͺ主知识ͺ产权的ͺ动车组ͺ系列产ͺ品。经过10多年的ͺ不断自ͺ主创新ͺ,我国拥ͺ有了CRH1、CRH2、CRH3、CRH5、CRH6、CRH380等一系ͺ列的高铁动车ͺ。作为高速动车ͺ组的关ͺ键零部件空ͺ调机组ͺ,同样也ͺ经过“引进、消化、吸收、再创新ͺ”的过程ͺ,我国先后研制生产出了EU651、EU691、KL(D)29L等型号高速动车空调机组。目前,根据国家动车组统型要求,国内轨道车辆空调各大厂家正在进行时速350公里中国标准动车组客室空调机组KLD-45/30-BZ-E型样机的研发试制工作。
随着人们生活水平的不断提高,人们越来越重视铁路客运的乘车体验,这更加促进了我国铁路客车空调向更加节能、环保、舒适性发展。在普通铁路客车方面,新型变频空调技ͺ术率先ͺ在出口ͺ国外产ͺ品上批ͺ量应用ͺ,例如出ͺ口新西ͺ兰、土耳其ͺ、沙特、伊拉克ͺ等国家ͺ的客车ͺ。经过多ͺ年高温、高风沙等恶ͺ劣环境ͺ的验证,其可靠性也得ͺ到了国ͺ际客户ͺ的认可ͺ。有关研究表明变频(热泵)空调机组对于定速(电加热)空调机组,夏季制冷节电16%,冬季制热节电30%,目前我国正在铁路客车、高速列车、城轨车辆等轨道客车上大力推广变频空调技术。
1.3.2国外研究现状
在日本,空调系统首先在比较高端特快列车上使用,用以调节车内的温度、湿度以及改善空气质量,其主要目的是为了提高乘客的舒适度。当时,由于列车空调刚刚兴起,工程技术人员为列车设计了各式各样的空调系统。到了1964年东京ͺ奥运会ͺ开幕之ͺ前,顶置式空ͺ调才出ͺ现在日ͺ本东海ͺ道新干ͺ线上。近年来ͺ,由于列ͺ车的运ͺ行速度ͺ越来越ͺ快,为了降ͺ低列车ͺ的重心ͺ、保障车ͺ辆的运ͺ行安全ͺ,空调越ͺ来越多ͺ的被安ͺ置在车ͺ厢地板ͺ之下。由于单ͺ冷式空ͺ调仅在ͺ夏天几ͺ个月可ͺ以使用ͺ,应用率ͺ较低,为了提高空调的利用率,日本东武铁道100系新型特快列车逐渐开始采用热泵式空调机组,这种机组能够在-20℃条件下工作,为车内输送热量。调频和调压技术逐渐应用到列车空调系统中,从而使得列车空调能够在负荷变化较大时,依然工作在最佳效率范围。另外,为弥补低温时的能量不足,以及在梅雨期进行除湿时ͺ不致过ͺ冷,空调装ͺ置内还ͺ安装了ͺPTC加热器ͺ。自1970年起,通勤车ͺ上也开ͺ始安装ͺ空调系ͺ统,从而大ͺ大改善ͺ了上下ͺ班高峰时段ͺ的乘车ͺ环境。在通勤ͺ车上,空调置ͺ于车顶,空调控ͺ制装置ͺ置于车ͺ厢内靠近车顶附近,从而减ͺ少了连ͺ接配线ͺ。但这类ͺ空调系ͺ统的安装方式也存在巨大的局限性,一方面空调安装在车顶,降低了车内可用空间;另一方面,由于车顶安装了空调装置,车辆重心明显提高,车辆高速运行时稳定性受到了一定的影响。
1.4研究内容
中国的铁路发展进入了一个快车道,火车的质量好坏直接关系到旅客出行的舒适度,其中,最重要的一个环节就是空调系统。空调的好坏直接关系到列车的服务质量和乘客的满意度。因此,空调的使用与维护是否正确,则成为降低空调故障的关键。空调出现故障的时候,首先要进行故障的判断和检查,这样才能迅速对故障进行进一步分析,采取正确的处理方式。本文主要从现场实际工作出发,将铁路客车空调的常见故障进行统计分析,归纳总结,找到常见故障的发生规律,并提出相应对策,以便于现场工作维修。
1.5研究方法
(1)系统分析法。首先,条理清晰的对课题进行全面分析,提前对研究课题可能面临到的问题进行预判,充分利用各种方法加以解决。
(2)文献研究法。参阅大量文献资料,包括图书馆借阅以及网络平台查找相关资料,阅读借鉴。大量阅读与课题相关的国内外研究文献,进行关键问题点的归纳汇总,充分利用现有理论,对实际应用中所存在的问题进行分析。
(3)描述性研究法:将己有的观点、规律和理论通过自己的理解和验证,给予叙述并解释出来。包括对各种理论的一般叙述,解释别人的论证。定向地分析,描述现象,介绍经验。
2铁路客车空调机组及性能测试系统研究
2.1客车空调简介
客车空调,无疑是舒适性空调,其作用是将一定量的车外新风和车内循环风混合,经过滤、冷却(加热)、除湿(加湿)等处理后,以一定的流速送入车内,并将部分车内的污浊空气排出车外ͺ,从而控ͺ制温度ͺ、湿度、风量、清洁度ͺ及噪声ͺ,并使之ͺ达到规ͺ定标准ͺ,以提高车内的ͺ舒适性ͺ,改善车ͺ内环境ͺ。客车加ͺ装空调ͺ,随着客ͺ车舒适ͺ性程度ͺ、运行地ͺ区、成员数ͺ量、车速、用途的ͺ不同,可定义ͺ为普通ͺ客车空ͺ调、双层客ͺ车空调ͺ、高速客车ͺ空调和国际旅游客车空调。空调的结构形式有很多种,但列车常用的空调结构形式主要包括分装式机组和单元式机组两种。
2.1.1分装式空调
由于压缩机工作噪音较大,冷凝器存在冷凝水等问题,分装式空调将这两个装置安装在车底;其它零部件,如蒸发器、风机、电加热装置等置于车厢顶部,其结构如图2-1所示。分装式ͺ空调体ͺ积、重量较ͺ大,安装和ͺ维护都ͺ不方便ͺ,且制冷ͺ系统中ͺ,管路长ͺ、效率低ͺ,接头较ͺ多、制冷剂容易泄露;由于压缩机和冷凝器置于车底,容易受到列车上排出的水、脏污的污染和堵塞,工作环境恶劣,故障率高,一般要慎重选择。目前,分装式空调大多被单元式机组替代。
 
图2-1分装式空调机组
2.1.2单元式空调机组
目前,越来越多的空调系统采用单元式空调机组。单元式空调机组是一种封装式机组,将空调机组中压缩系统、蒸发冷凝系统、新风系统、回风系统、空气预热系统等封装在一个箱体内,组成整体单元,如图2-2所示。箱体置于车厢两端顶部,或者分散于车ͺ厢各处ͺ顶部,如图2-3所示。经过处ͺ理的新ͺ鲜空气,通过管ͺ道送至ͺ车厢的ͺ各个部ͺ位。这种空ͺ调系统ͺ,安装、检修都ͺ十分方ͺ便,由于采ͺ用封装ͺ系统,更换也ͺ十分容ͺ易,具有体ͺ积小、重量轻、管路短的优点。由于整个系统置于车厢顶部,没有被列车排出脏水、污物腐蚀和污染的潜在风险,运行周期常、故障率低。此外,这种机组互换性强、操作使用也特别方便。
 
图2-2单元式空调机组三维模型
 
 
图2-3单元式空调机组车顶安装图
2.2客车空调的基本原理
目前,我国铁路客车空调绝大部分采用的都是单元式机组。单元式机组是将压缩机、通风机、气液分离器、干燥过滤器、空气预热器等集中在一个箱体中,组成一个完整的单元,安装在车厢顶部。有的安装在车厢一端或者两端,也由置于中部的,主要包括三个功能系统:制冷系统、制暖系统和通风系统。
铁路客车空调制冷系统采用的是蒸汽压缩式制冷循环,制冷过程和地面空调相似。在封闭系统里,由压缩机将工质压缩成高温高压的过热蒸汽进入冷凝器,经外界空气的强制冷却,冷凝成高压液体,进入毛细管降压成低温低压的液体,经分流器进入蒸发器ͺ,吸收通ͺ过蒸发ͺ器空气ͺ的热量ͺ,蒸发成ͺ为低压ͺ蒸汽,再经过ͺ汽液分ͺ离器被ͺ压缩机ͺ吸入,压缩成ͺ高温高压的过ͺ热蒸汽ͺ,完成一ͺ个制冷ͺ循环。压缩机ͺ不断工ͺ作,制冷剂ͺ在密闭的循环系统中不断经历压缩、冷凝、节流和蒸发四个处理过程,达到连续制冷的效果,周而复始,如图2-4所示。
 
图2-4列车空调制冷原理图
客车空调制暖系统是分为两次加热过程。当客车空调进入制暖工况后,空气预热器对进入车厢的空气进行初步加热,之后再将其沿风道送入客室。在车厢中设置电加热器,以补偿由车厢内外温度差所引起的车厢内热量流失,保证车厢温度满足乘客需求。
2.3铁路客车空调性能测试系统分析
2.3.1性能测试系统简介
空调系统的本质是在两个系统之间换热,其中一个系统为室外环境(室外侧),另一个是被处理空气环境(室内侧),空调性能测试系统主要通过人工模拟这两种环境,以测试空调在不同热、湿负荷以及不同的外界环境条件下的制冷(热)量、能耗、效率等ͺ性能参ͺ数。因此,空调性ͺ能测试ͺ系统可ͺ以分为ͺ室内侧ͺ、室外侧ͺ和控制ͺ装置三ͺ个部分ͺ。室外侧ͺ用于模ͺ拟外界ͺ环境;室内侧ͺ也被称ͺ为设备ͺ侧,用于模ͺ拟被处ͺ理空气ͺ环境;控制室ͺ配有控ͺ制柜、计算机ͺ系统等ͺ,用于控ͺ制室内ͺ侧、室外侧ͺ的热湿ͺ环境,并负责实验数据的采集、传输、处理等。根据铁道部“TB/T2432-93铁路客车车顶式单元空调机组试验方法”的部颁标准,测试系统有三种布置形式:风洞式、环路式和房间式。不同的布置方式对实验室、实验精度、试验工况稳定性、经济性等方面的影响各不相同。
根据铁道部颁布的“TB/T1804-2009铁道客车空调机组”标准,主要采用“空气焓差法”的实验方法,结合PID的控制过程,实现对列车空调机组性能的测试。空调系统中,无论是冷凝器侧还是蒸发器侧,由于风机的作用主要是促进空气流通,因此空气的状ͺ态变化ͺ可以近ͺ似认为ͺ是一个ͺ等压过ͺ程,空气与ͺ制冷剂ͺ的换热ͺ量可以ͺ用空气ͺ焓差来ͺ表示。这种通ͺ过测定ͺ空气焓ͺ差来计ͺ算制冷ͺ量的方ͺ法被称ͺ为“空气焓ͺ差法”。以蒸发ͺ侧空气ͺ的焓差ͺ来表征ͺ制冷量ͺ的测量ͺ方法被ͺ称为“主测法ͺ”。此外,为了校ͺ准主测ͺ法的测量结果,保障测试结果的准确性,人们通常会测量冷凝侧的空气温差用以计算制冷量,这种制冷量计算方法被称为“温差法”。由于在冷凝侧,空气中没有冷凝水析出,空气含水率不变,空气的焓变全部由温度升高引起,因此冷凝侧进出口温差就代表了空气的焓差,也就是制冷量。这种通过测试冷凝侧空气温差计算制冷量的方法主要用于辅助测量,以校核主测量结果的准确性。
2.3.2性能测试系统的研究现状
进入90年代以后,越来越多的客运列车改成了全列空调式车厢,其中大多数采用顶置式单元空调机组。而早期投入使用的空调机组由于运行时间较长,大部分需要进行大修和维护,每年有接近一万多台空调机组需要进厂大修,其中绝大部分也属于顶置式单元机组。为了适应这一形式,许多客车修理厂建成了空调机组性能测试系统。1994年,为了规ͺ范和指ͺ导客车ͺ空调的ͺ检验、维护、修理、运行等ͺ工作,铁道部ͺ车辆局ͺ颁布了“客车空ͺ调三机ͺ检修及ͺ运用管ͺ理规程ͺ”。目前大ͺ多客车ͺ修理厂ͺ的空调ͺ性能测ͺ试系统ͺ都属于ͺ验证型测ͺ试系统ͺ,只能在ͺ特定的ͺ工况下ͺ开展试ͺ验,无法适ͺ应变工ͺ况和多ͺ负荷测ͺ试。大多采ͺ用蒸发ͺ侧空气ͺ焓差法ͺ测试实ͺ际制冷ͺ量,再与名ͺ义制冷ͺ量进行ͺ对比以ͺ确认空ͺ调的实ͺ际工作ͺ状态。
早期空ͺ调性能ͺ测试系ͺ统采用模拟仪表测量空气的压力、流速等流动参数以及温度、湿度等热湿参数,通过肉眼观察和人工记录的方式采集数据,反应不够迅速,测试效率低,试验工况不够稳定。近年来,随着自动控制技术和计算机技术的发展,新设立的空调性能测试系统的室内、室外环境模拟多采用自动控制系统完成,试验数据也采用计算机系统自动采集和记录,试验反应速度和试验工况的稳定性大大提高。相对以往的人工控制热湿环境和手动数据采集,这种配备了自动控制系统和计算机采集技术的空调性能测试装置大大提高了测试精度、降低了试验人员的劳动强度,使得测试更加准确、反应更加迅速,测试效率更高。在控制策略方面,由于采用了PID控制算法以及以经典控制理论为基础的传递函数、频率特性、根轨迹法等方法为设计手段,解决了参数控制中的反馈问题。而现代控制理论利用动态规划、卡尔曼滤波理论等手段解决多变量系统的优化控制问题。然而,普遍PID控制算ͺ法也具ͺ有其局ͺ限性。有时候ͺ,采用PID算法的ͺ控制系ͺ统,需要较长ͺ的时间ͺ才能达ͺ到稳定ͺ,PID参数确ͺ定的计ͺ算量很ͺ大。此外,采用PID控制首先要了ͺ解被控ͺ制对象ͺ的数学ͺ模型,然而,在性能ͺ测试系ͺ统控制ͺ中,有时候ͺ无法建ͺ立完善ͺ的被控ͺ对象的ͺ数学模型,PID控制技术的应用受到了一定的限制。近年来,模糊控制技术逐渐兴起。模糊控制技术不需要事先了解被控对象的数学模型,这就解决了PID控制的局限性,一定程度上为提高空调性能测试系统的测试范围提供了契机。然而,模糊控制也具有其局限性,主要表现在控制精度低于PID控制,稳态误差较大,不适用于控制ͺ精度要ͺ求较高的系统ͺ。为了取ͺ长补短ͺ,研究人ͺ员提出ͺ将模糊ͺ控制与ͺPID控制结ͺ合使用ͺ—即模糊ͺPID控制。实施模ͺ糊PID控制有ͺ两种方ͺ法:一是在ͺ工况调ͺ节的初ͺ始阶段,利用模糊控制,使工况趋于稳定,此时采用PID控制,减少稳态误差;另一种方案是利用模糊推理技术整定和调节PID参数,提高PID控制的性能。但两者的工程应用仍在探索阶段。
 
3铁路客车空调机组的工作条件与故障检测方法
3.1空调机组的工作条件
总体而言,客车空调系统基本实现了自动控制,灵活,安全,使用方便,因此,在设计的过程中要具有良好的隔热措施。空调结构紧凑合理,噪声小,抗震性能良好,便于拆卸和安装。空调具备良好的降温、除湿和换气功能,这样才能保证车厢的空气质量。
具体来讲,空调的制冷系统至关重要,由于其工作的性质决定了其必然会在比较苛刻的环境之中,因此,对设备的性能提出了很高的要求,其中最重要的就是抗腐蚀能力。因此,需要采用耐腐蚀的材料,能够经得起潮湿环境的考验,具有良好的导热性能。
空调机组需要借助制冷剂才能在夏天充分发挥出效果。但是,由于空调内部的压力会有较大的变ͺ化,这样就ͺ会考验设备能ͺ否承受ͺ很大的ͺ压力。采用制ͺ冷剂的ͺ空调机ͺ组需要在高温下承ͺ受足够ͺ的压力ͺ才能发ͺ挥出制ͺ冷效果ͺ,这就需要采用ͺ塑性良ͺ好、质地均ͺ匀、强度高的材料ͺ。
空调的ͺ制冷剂ͺ主要是ͺ在低温ͺ蒸发的ͺ时候吸ͺ收热量ͺ,因此必ͺ须要保证ͺ空调机ͺ组的密ͺ封性才ͺ能克服空调容易泄露的问题。空调机组主要采用全封闭式结构,将空调的机组中的压缩机、冷凝器、蒸发器等所有设备变成一个整体,既可以保证空调机组的密封性,还能够减少泄露的可能性。
3.2铁路客车空调机组的工故障检测方法
3.2.1感观检查
感观检查主要是:问、看、听、摸、闻。
问:空调乘务员要经常询问所检查车厢的乘务员是否发生过异常情况、配电柜与空调本身是否有过异常声响等等,在列车行进的过程中,列车乘务员可辅助空调乘务员对空调装置的运行进行监测。
看:通过对空调装置、电气装置的观察,判断系统是否能够正常运行。比如,检查空调系统装置的安装情况、各部件的清洁情况、各电气元件有无烧损、松动等现象。 
听:空调乘务员通过用耳朵听,可以及时发现空调系统运行过程中的异常,进而判断故障出现的部位。例如压缩机发生“液击”时会发出异常的声响。
摸:对于有些压缩机的故障、元器件安装的牢固与否、吸排气管的温度,都可以用手触摸,检查相关部件的发热情况,如发现异常,可提前对潜在的故障进行排除。但在用手触摸的过程中,一定要注意人身安全。
闻:用鼻子闻也是及时避免故障的一种方法,尤其对于电器元件的异常发热情况的判断更是不可缺少,通过这种办法能在第一时间发现故障,甚至一些潜在的火灾隐患。
3.2.2仪表测量
可利用常规仪表检查电压、电流、电阻、温度、压力、泄露等各种参数或空调机运行情况。
检测电压、电流在各个工况下的数值,可从宏观上判断空调系统的运行情况是否正常。检测的仪器主要是电器控制柜上自带的电压表、电流表,如果要对控制柜内部的电路电压、电流进行测量,需要配备相应的万用表。 
压力检测是针对空调ͺ系统的ͺ进、出口压ͺ力而言ͺ的。压力检ͺ测仪器ͺ主要是ͺ压力表ͺ,在空调ͺ装置上ͺ一般都ͺ已经安ͺ装了压ͺ力表装ͺ置,通过对ͺ压缩机ͺ制冷剂ͺ量以及ͺ阀的开ͺ启度等ͺ得调节ͺ,可将压ͺ缩机进ͺ、出口压ͺ力控制ͺ在整定ͺ值范围ͺ内。 
对列车ͺ电阻的ͺ检查主要是进行单车绝缘检测。列车在运行送电的过程中,要始终保持良好的绝缘状态,这关系到列车的行车安全问题,一般单车大于2MΩ,全列大于0.2 MΩ。所用仪器为兆欧表。 
使用氟里昂制冷剂,对整个空调系统管道连接处的密封要求很高,因此空调装置在调试或检修完毕后,充注制冷剂操作前和充注制冷剂后都要进行系统密封性的检查,保证系统没有制冷剂的泄露检查部位主要集中在有可能发生泄露的地方,不如制冷剂管道的各个接头处等,所用仪器为检漏仪。
 
4铁路客车空调机组常见故障的分析与处理
4.1电源与电气控制系统常见故障的分析与处理
4.1.1铁路客车空调机组电源方面
在铁路客车空调机组电源中,极易发生以下几个常见故障。第一,车体配线绝缘不良。针对这一故障,就要对电源开关是否至于断开的位置进行检查,如若并未断开,就要将其断开后重新进行测试。如若电源连接器中出现了渗水的现象,就要通过电热风进行烘ͺ干,并对不ͺ良密封ͺ件进行ͺ更换,并寻找ͺ出配线ͺ磨损处ͺ,进行包ͺ扎与防ͺ磨操作ͺ。第二,电源选ͺ择开关ͺ并未置ͺ于一路ͺ或二路ͺ线路,使得交ͺ流接触ͺ器KM1或KM2不能够ͺ进行吸合。这对这一故障,就要对电源是否缺相进行确认,接着检查FU1或FU2是否处于熔断转台,电源转化箱内配线是否接触良好。第三,当交流接触器KM1、KM2正常进行吸合过后,输出端或者负载出现无电的现象。针对这一故障,就要通过线路逐点排除的方式,对故障部位进行确认后,再采取合理的措施进行处理。
4.1.2铁路客车空调机组电气控制系统
在铁路客车空调机组电气控制系统中,容易发生以下几个常见故障。第一,控制回路中无电压存在,且电源指示灯不能够正常运行。针对这一故障,就要对1Q进行检查,看是否处于闭合状态,U相与1R及1N线是否处于切断状态。排查选择开关SA1内部17-18触点是否出现了接触不良的现象,进而让继电器线圈无法得到供电。在机器启动时,SA1是否置于停止的位置,KT3是否存在着故障。将故障原因排查完毕后,且恢复正常电压,继电器便会自动进行复位。第二,通风机不能够正常进行运转。要对现场的状况进行检查,对SA1或SA2进行修复或更换,将主回路开关Q1进行闭合,对热继电器FR1进行复位操作,更换通风机电机1M。第三,通风机在运转时风力过弱。可能是由于SA1(1-2)或SA2(3-4)出现了接触不良的现象,应当对SA1或SA2进行更换,并对KM1或KM2进行检查,选择合理的时机对其进行更换。
4.2通风系统常见故障分析与处理
(1)通风电机运转产生故障,出现了不出风的现象。应当检查通风机主电源回路是否通电,接着确认通风机控制电路中的元件是否能够正常工作。最后对通风机配线进行排查,检查连接器处是否存在着断线或接触不良的现象。(2)通风电机在运转时出现了风量较弱的现象。可能是因为通风机电源维持了错误的相序,使得风机形成了反转的状态。也可能是风叶固定螺丝产生了松动,降低了转速。抑或蒸发气滤网被结冰、结霜所堵塞,软风道等部位出现了泄漏的情况。
4.3制暖系统常见故障分析与处理
(1)制暖部位不能够正常运转,就应当对电加热器的配线进行检查,是否存在着接触不良的现象,并检查温度保护器及温度继电器是否存在着动作不良的情况。如若是因为通风机未能正常运转,就应当对室内工作温度进行检查,是否设定了过低的温度。(2)制暖部位的制暖效果较低。针对这一故障,就应当对制暖控制主电路进行故障排查,并将温度控制器所设定的温度调整为合理的温度。部分通风机由于工作时间较长,使得制暖部位并未置于全暖部位中。
4.4制冷系统常见故障分析与处理
(1)制冷系统处于低压动作状态,造成这一故障的原因主要是有以下几个方面:第一,制冷剂数量不足,处理方式是对漏点进行排查,找到漏点后进行焊补的操作,并在真空抽取之后根据实际情况充注合理数量的制冷剂。第二,制冷系统所产生的风量较为匮乏,有可能是滤网或者蒸发器产生了堵塞现象,导致入口出现了杂质,影响了冷风的输出。处理方式是对其进行全面的清洗。(2)制冷系统处于高压动作状态。造成这一故障的原因主要是有以下几个方面:第一,制冷剂数量过量,处理方法是将ͺ过量部ͺ分进行ͺ排出。第二,冷凝效ͺ果不理ͺ想,首先检查ͺ冷凝器ͺ是否出ͺ现了堵ͺ塞现象ͺ,如若堵ͺ塞需要对其ͺ进行全ͺ面的清洗ͺ。如若并ͺ未堵塞ͺ,便要调ͺ整冷凝ͺ风机的相ͺ位,让其处ͺ于反转ͺ的状态ͺ。第三,高压继电ͺ器处于ͺ低压的ͺ状态,处理方ͺ法是将ͺ其重新ͺ调整至ͺ规定值ͺ。第四,制冷系ͺ统中出ͺ现了空ͺ气,解决方ͺ法是将ͺ多余的ͺ空气排ͺ出,或者是ͺ重新进ͺ行真空ͺ抽取的ͺ操作后ͺ进行充ͺ注。(3)制冷系ͺ统的制ͺ冷效果ͺ不理想ͺ。造成这ͺ一故障ͺ的原因ͺ主要有ͺ以下几ͺ个方面:第一,通风系统运ͺ转不够ͺ流畅,处理方法是对通风系统一一进行排查,找出运转出现问题的部位并进行修复。第二,制冷剂数量较少,需要根据实际情况合理添加。第三,制冷剂循环数量不足,需要开放更多的膨胀阀。第四,压缩机排量较小,不能够支撑制冷系统的正常运行,处理方法是更换一个排量较大的压缩机。
4.5空调机组出现异音的原因与处理
空调机组在运转过程中出现了异常的噪音与振动。铁路客车空调机组在正常运转时,伴随着有节奏、有规律的运行噪音,这是属于正常现象。如若空调机组在运转过程中发出了较为刺耳的噪声或金属敲击声,便说明了空调机组出现了故障。造成的原因有压缩机异常振动、通风机振动、冷凝风机振动等。空调压缩机这是空调噪音的来源之一,压缩机的噪音值过大,也会影响我们正常用户的使用与休息。压机工作时的振动引起外机管路间碰撞噪音,一般调整外机管路间相护间距或加装减震胶泥即可排除故障。压机工作时噪音:一种是因为零部件造成。常见的是压机卡缸引起,对损坏的备件进行更换即可。另外一种是压机性能不良,工作时产生低频的振动嗡嗡声。可采用调整和更换压机地脚减震胶垫,包裹隔音棉等方法予以排除。
 
5空调常见故障的原因和处理方法
由于未曾及时保养,或者维护不到位,就可能会导致空调发生故障。常见的空调故障主要是制冷系统故障。作为空调系统中最重要的组成部分,制冷系统的故障一般不会被轻易看到,其故障点也不能直接用肉眼观察。由于空调系统良好的密封性,导致制冷系统故障在检查时会存在一定的困难,因此,需要通过外部检查,分析故障的原因。这需要通过有经验的人进行观察和分析,分析的主要内容是压力和温度。一旦发现压力和温度严重超标,而且没有其他原因导致,就可以判断有故障。
5.1空调机组制冷不足
制冷量下降,这类故障多发生在制冷系统中,例如,系统制冷剂量不足,吸气压力偏低,而未低到低压开关的整定值,低压开关不会起跳,更不会过载运行,只是空调机组制冷量下降。制冷剂不足不仅是制冷量下降问题,而是不允许继续运行,否则就有可能发生事故,所以走出一定量的界限,其性质就有了明显的变化,要区别这种关系。
5.1.1制冷系统
第一,制冷剂量不足,吸气压力低,吸气管不结露,泵壳比较热,过滤器外表凉(更换过滤器)。第二,过滤器内部堵塞不畅,吸气压力低吸气管不结露,泵壳比较热,过滤器外表凉(更换过滤器)。第三,膨胀阀开度小,吸气压力低,吸气管不结露,泵壳比较热,气流声大,阀体有时结露(膨胀阀通路开大一点)。第四,膨胀过滤网受堵,流通不畅,吸气压力低,吸气管不结露,泵壳比较热,整个阀体结霜气流声大(拆下过滤网清洗)。第五,膨胀阀开度大,蒸发温度高,传热受影响,吸气压力高,吸气管及泵壳结露,严重者有轻度湿行程(调小开度)。第六,制冷剂充注量过多,蒸发温度高,传热受影响,吸气压力高,吸气管及泵壳结露,严重者有轻度湿行程(放出一部分制冷剂)。第七,系统中混入不凝性气体(空气),排气压力高,自控温度高,泵壳温度高,压缩机运行电流比较高(停机放空气)。第八,冷凝器表面结灰面风量小,散热效果差,排气压力和排气温度高,输渡温度也高,单径制冷量下降(用高压风吹掉灰尘)。第九,蒸发器滤尘网结灰,风量下降,吸气压力下降,吸气温度低,吸气管及泵壳结露(只拿下清洗)。
5.1.2压缩机部分
第一,活塞与气缸部分磨损情况比较严重。这样就会导致制冷能力下降,排气压力与吸气压力分别呈现出下降与上升,此时,压缩机的排气量进一步下降。第二,气阀密封性不强,泄气现象严重。由此也会导致制冷效果下降,吸气与排气压力分别上升和下降。第三,气缸盖垫片中筋破裂。气缸内的气体会分别出现吸气与排气升高与下降的现象,排气量大大下降。第四,泵壳内排气管开裂,部分气体的泵壳内短路循环也会造成上述现象,最终造成泵壳温度升高。由于客车空调压缩机为密闭式压缩机,一般出现在故障后需要整体更换,但我们仍有必要了解压缩机内部的具体组成部分,便于故障处理。
5.2空调机组基本不制冷
这种情况是空调基本维持正常工作的状态,但是基本没有冷气,这样的故障主要是由于制冷系统和压缩机出现了问题。
5.2.1制冷系统
空调机组能够运行,但无冷气或冷气极小,这类故障主要发生在制冷系统反压压缩机中,如:第一,膨胀阀感温包内I质泄漏而使阀门关闭不通,吸气管内抽空,低开关起路,排气管不热,节流器无流动声,通风机吹出的风不冷(拆下过滤网清洗)。第二,膨胀阀进口过滤网堵塞不通,吸气管内抽真空,排气管不热,节流器无流动声,通风机吹出的风不冷(拆下清洗过滤器)。第三,过滤器内堵塞不通制冷剂能通过,吸气管内抽真空,排气管不热,节流器无流动声,通风机吹出的风不冷(拆下来清洗过滤器)。第四,系统内制冷剂全部泄露,吸气管内抽真空,排气管不热,节流无流动声,通风机吹不出冷风(捡漏、修漏、充制冷剂)。
5.2.2压缩机部分
第一,气缸盖垫片的中筋出现大范围破裂,导致吸气压力与排气压力分别升高与下降,泵壳温度高,排气温度高。第二,泵壳内部的排气管断裂。由于泵壳中流动着许多蒸气,排气压力与吸气压力分别下降与上升,这样就会导致泵壳外的温度更高。第三,气阀阀片碎掉,会导致吸气与排气功能丧失,泵壳外温度较高。同样由于客车空调压缩机为密闭式压缩机,一般出现故障后均要整体更换压缩机处理。
空调机组在运行的时候,会出现正常的噪音,但是一旦发现噪音十分异常,则说明出现了故障。这些噪音给人们敲响了警钟,如果不能及时进行判断与处理,就可能会影响空调机组正常运行。
5.3空调机组不运转
5.3.1电源
第一,电源无电:用电压表测量空闪机组控制框电力输入端子的三相电压,无电压(应接通电源)。第二,电源缺相供电:如测量电源缺相时,(应检查交流电配电柜的缺相保护器是否开路,羡慕将缺相保护器复位)。第三,电源电压过低:测量电压低于额定值15%欠压继电器不动作,操作控制线路无法工作,操作控制线无法工作(调整输入电源)。第四,电源电压过高:测量输入相电压超过253V,过压继电器动作,切断了控制线路回路而无法操作(调整输电源)。
5.3.2电气控制部分
第一,控制电路断路。需要找到断路位置,及时进行处理。第二,插接件的接触出现问题。如果插接件的两端不导通,就需要重新对接插件进行插接,直至导通。第三,选择开关内部的短路,需要检查是否有断路的情况。
 
结束语
综上所述,制冷系统是火车空调中最容易发生故障的位置,为了减少和避免故障的发生,最好可以加强定期的保养和维护,将故障扼杀在摇篮里,这样才能保证系统正常运转。在运行中出现故障后,需要及时找到故障的位置,分析原因,在第一时间内解决故障。
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