動車組空調(diào)機組運用故障分析

1、動車組空調(diào)機組運用故障分析摘要：本文首先闡述了空調(diào)系統(tǒng)工作原理，接著分析了空調(diào)機組運行故障趨勢 及規(guī)律，最后對典型空調(diào)故障進行了探討。希望能夠為相關(guān)人員提供有益的參考 和借鑒。關(guān)鍵詞：動車組；空調(diào)機組；運用；故障分析引言空調(diào)機組是通過對動車組車內(nèi)空氣溫、濕度調(diào)節(jié)和通風(fēng)換氣以獲得滿意舒適 度環(huán)境的重要車載設(shè)備。由于我國幅員遼闊，各地氣候差異大，南方的夏季高溫 北方的冬季高寒、西部地區(qū)的常年風(fēng)沙以及春秋季各地的多柳絮和落葉等惡劣環(huán) 境均對動車組空調(diào)機組構(gòu)成嚴(yán)峻考驗，實際運用中因空調(diào)故障導(dǎo)致的動車組晚點 停運、旅客投訴等情形屢見不鮮，因此，開展動車組空調(diào)機組運用故障分析和研 究工作非常必要?？照{(diào)系統(tǒng)

2、工作原理 某動車組客室空調(diào)系統(tǒng)主要由空調(diào)機組、空調(diào)控制柜、風(fēng)道系統(tǒng)等組成。其 空調(diào)機組采用車頂單元式結(jié)構(gòu)，每節(jié)車車頂端部安裝1 臺客室空調(diào)機組?？褪铱?調(diào)機組具有制冷、制熱、新風(fēng)、廢排、主動式壓力波保護等功能，并采用前送風(fēng) 方式，空調(diào)機組送風(fēng)口位于空調(diào)機組端部，空調(diào)機組的送風(fēng)口與設(shè)在客室頂板上 方的送風(fēng)道連通，客室送風(fēng)通過空調(diào)機組、頂板送風(fēng)道進入客室側(cè)頂通長送風(fēng)道 空調(diào)送風(fēng)通過側(cè)頂送風(fēng)口、窗上送風(fēng)口進入客室?？褪铱照{(diào)回風(fēng)口和廢排口設(shè)置 在通過臺，采用散回方式，回風(fēng)通過空調(diào)機組內(nèi)部回風(fēng)道實現(xiàn)循環(huán)，廢氣通過連 接在空調(diào)機組底部的廢排風(fēng)盒進入空調(diào)機組，通過廢排風(fēng)機排出車外，從而保證 車內(nèi)的溫度、濕度

3、、氣流速度、壓力等參數(shù)指標(biāo)，為旅客提供舒適的車內(nèi)環(huán)境。 空調(diào)機組冷媒循環(huán)系統(tǒng)使用渦旋式制冷壓縮機，因渦旋式壓縮機工作過程僅有吸 氣、壓縮、排氣三個過程，所以渦旋式壓縮機效率更高，并且噪聲低。當(dāng)?shù)蜏氐?壓的氣液混合冷媒，與通過蒸發(fā)器的室內(nèi)混合空氣進行熱交換的同時汽化。此時 混合空氣的熱量被冷媒吸收，溫度下降。而汽化后的低溫低壓氣態(tài)制冷劑，被渦 旋式壓縮機壓縮成為高溫高壓氣態(tài)制冷劑。其后冷凝器對高溫高壓的氣態(tài)制冷劑 進行冷卻，使其成為高溫高壓液態(tài)制冷劑，與被冷凝風(fēng)機吸入的室外空氣進行熱 交換。最后，節(jié)流裝置調(diào)整制冷劑流量，進一步降壓降溫使其成為低溫低壓液態(tài) 制冷劑?？照{(diào)系統(tǒng)的控制邏輯是通過若干個溫

4、度傳感器實現(xiàn)的。動車組每輛車設(shè) 有若干溫度傳感器，空調(diào)機組分別接收溫度傳感器檢測的溫度信息，并將若干個 溫度傳感器測定的溫度值平均后所得的車內(nèi)溫度，并結(jié)合送風(fēng)溫度，新風(fēng)溫度和 制冷/制熱設(shè)定溫度比較，自動選擇不同的運行模式，對壓縮機進行控制?？照{(diào)機組運行故障趨勢及規(guī)律分析空調(diào)機組運用故障總體趨勢結(jié)合相關(guān)課題研究，對2011-2015 年發(fā)生的各型動車組空調(diào)故障大數(shù)據(jù)進行 了收集、匯總，鑒于空調(diào)故障模式種類繁多、數(shù)據(jù)量龐大，這里僅對喪失主要功 能、嚴(yán)重影響舒適度的空調(diào)機組運用故障進行統(tǒng)計分析，以便掌握其故障規(guī)律和 趨勢，采取切實、有效措施。為客觀評價動車組空調(diào)機組運用故障變化趨勢和規(guī) 律，采用年

5、度百萬公里平均故障率指標(biāo)對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計計算，某年度空調(diào)機組百 萬公里平均故障率是指該年度所有動車組空調(diào)機組運用故障次數(shù)與該年度所有動 車組累計走行里程之比，通常以每百萬公里平均故障次數(shù)作為評價指標(biāo)。圖1 空調(diào)機組運用故障總體變化趨勢由圖1 可知，空調(diào)機組運用故障率2011 年相對較高，隨后大幅下降并逐漸趨 于平穩(wěn)。上述變化趨勢表明：第一，2011 年京滬等新線開通，動車組大批量集中 上線，由于空調(diào)產(chǎn)品運用初期早期故障偏多、運用檢修經(jīng)驗不足、故障應(yīng)急處置 不當(dāng)?shù)仍?，?dǎo)致運用故障率相對較高。第二，隨著空調(diào)產(chǎn)品運用維修經(jīng)驗的不 斷積累和產(chǎn)品質(zhì)量的逐漸穩(wěn)定，影響動車組運用的空調(diào)故障持續(xù)平穩(wěn)走低，20

6、14- 2015 年度百萬公里平均故障率基本穩(wěn)定在 0.02 左右，動車組空調(diào)總體質(zhì)量平穩(wěn) 可控?？照{(diào)機組運行故障季節(jié)性規(guī)律 動車組空調(diào)機組運行具有很強的季節(jié)性特點，如：制冷功能主要在夏季高負 荷運轉(zhuǎn)，制熱功能主要在冬季使用。為此，將2011-2015 年間發(fā)生的運用故障， 按月度分別統(tǒng)計其發(fā)生次數(shù)，動車組空調(diào)運用故障季節(jié)性規(guī)律?？照{(diào)機組運用故 障頻次在5-9月間出現(xiàn)明顯峰值，尤其在7月份左右達到最高值，冬季故障情況 不突出。上述規(guī)律表明：第一，從 5 月份開始，全國從南到北陸續(xù)進入炎熱夏季 動車組空調(diào)機組長時間、高負荷運轉(zhuǎn)，發(fā)生的故障頻次逐漸增多，直至9月份才 回落到較低水平。這主要與空調(diào)制

7、冷裝置結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，可靠性較難保證有關(guān)。 第二，從11月到次年3月全國大部分地區(qū)應(yīng)該處于冬季，空調(diào)機組需要啟用制 熱功能，從圖 1 看，運用故障發(fā)生頻次不高，主要與空調(diào)機組加熱裝置結(jié)構(gòu)相對 簡單且質(zhì)量穩(wěn)定有關(guān)系。第三，鑒于上述情況，建議各地動車組檢修運用部門在 夏季來臨之前，組織一次針對空調(diào)機組的全面維護和檢查，以便降低空調(diào)故障率。典型空調(diào)故障分析3.1 客室無法通風(fēng) 動車組運行時空調(diào)停止運行，客室無法通風(fēng)，空調(diào)不制冷或者不制熱。引起 該故障的主要原因判斷為：380V主斷路器漏電保護斷開，蒸發(fā)風(fēng)機發(fā)生過熱、過 載、接觸器故障或短路故障。處理方法為：重新閉合空調(diào)DC110V斷路器以重啟 空調(diào)，確

8、認該故障是否再次發(fā)生。如故障不再發(fā)生，則繼續(xù)使用并跟蹤觀察。如 重啟空調(diào)后故障再次發(fā)生，測量風(fēng)機、壓縮機電流值、繞組阻值是否正常；檢查 壓縮機壓力值是否正常；檢查電氣線路及電氣元件是否損壞。接觸器無法閉合故障動車組運行時空調(diào)相應(yīng)部件無法啟動，空調(diào)制冷或制暖能力下降；主要原因： 接觸器觸頭卡滯或線圈損壞。處理方法：重啟空調(diào)，確認該故障是否再次發(fā)生。 如故障不再發(fā)生，則繼續(xù)使用并跟蹤觀察。如重啟空調(diào)后故障再次發(fā)生，檢查接 觸器是否出現(xiàn)卡滯；檢查接觸器線圈是否燒損；檢查接觸器主觸點吸合后輔助觸 點是否正常導(dǎo)通。蒸發(fā)風(fēng)機氣流檢測故障 動車組運行時空調(diào)機組停止制冷或停止制暖，或空調(diào)機組停機。主要原因：接

9、觸器已吸合、斷路器沒有觸發(fā)、主電源正常，但沒有檢測到氣流。處理方法： 讀取故障詳細記錄，確認保護動作發(fā)生時的狀況；重啟空調(diào)，確認該故障是否再 次發(fā)生。如故障不再發(fā)生，則繼續(xù)使用并跟蹤觀察。如重啟空調(diào)后故障再次發(fā)生， 檢查取壓管是否有折死彎或臟堵；檢查壓差控制器和蒸發(fā)風(fēng)機是否有故障，如有 故障，使用備品進行更換。制冷回路低壓開關(guān)壓力故障 動車組運行時空調(diào)制冷回路壓力故障壓縮機停機。主要原因：低壓壓力故障是由于低壓側(cè)壓力過低V 0.06MPa。處理方法：檢查壓縮機電流，如電流偏小， 則說明制冷劑有泄漏，需修復(fù)制冷系統(tǒng)；檢查蒸發(fā)器及混合風(fēng)濾網(wǎng)是否臟堵，如 有臟堵，需進行清洗；檢查蒸發(fā)風(fēng)機是否有故障，如有故障，更換蒸發(fā)風(fēng)機；檢 查液管電磁閥是否動作，如不動作，可能為線圈燒損、電磁閥閥體故障或無 DC110V 控制電，需更換線圈或閥體，重新上電。結(jié)語隨著中國高速鐵路的飛速發(fā)展，為實現(xiàn)動車組在復(fù)雜的運用環(huán)境下安全穩(wěn)定 運行，對動車組檢修質(zhì)量提出了更高要求?？照{(diào)系統(tǒng)作為高速鐵路動車組的主要 部件之一，為車輛運營過程中乘客