旅客列车空调装置运用故障分析及建议

周刚 宋鑫

中图分类号：U279 文献标识码：A

摘要：通过时旅客列车空调装置运用中发生的制冷故障进行统计和分析，提出了提高客车空调装置运用质量的几点建议。

关键词：铁道车辆；客车；空调装置；制冷故障

一、引言

旅客列车空调装置通常由通风系统、制冷系统、采暖系统和自动控制系统四个基本部分组成。客车空调装置通过将一定量的车外新鲜空气和车内再循环空气混合后，经过过滤、冷却或加热、减湿或加湿等处理，以一定的流速送入车内，并将车内一定量的污浊空气排出车外，以实现车内湿度和温度良好地保持在人体感觉舒适的范围内。由于冬季客车主要采用锅炉或电加热器的采暖方式，因此在夏季，客车空调装置的制冷系统保证旅客乘坐的舒适性就显得尤为重要。客车空调装置的制冷系统主要由压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、干燥过滤器、气液分离器等组成。

空调装置故障导致制冷效果不良的较多，主要由压缩机老化、系统泄漏、过滤器堵塞等原因导致。从有关统计数据来看，因管路、干燥过滤器、冷凝器泄漏等造成压缩机缺氟的系统泄漏故障占40.7%而由于蒸发器、冷凝器腐蚀、压缩机故障、系统配件老化等造成系统制冷不良的故障占59.3%。从发生空调装置故障的客车投入运用时间来看。客车使用年限在5年～10 年的占25.9%10年以上的占74.1%。

二、制冷故障的原因分析

通过对空调装置制冷系统故障的现车检查和处理情况分析，认为造成制冷不良故障的原因主要有以下几个方面。

2.1制冷系统泄漏（低压继电器动作）

（1）空调装置使用时间较长，蒸发器及冷凝器管壁因氧化、腐蚀变薄，局部出现泄漏。

（2） 在蒸发器及冷凝器的弯头连接处易形成局部高压、接头因锈蚀及震动容易泄漏甚至断裂。

（3）干燥过滤器接头及自身焊缝因腐蚀、震动，易产生泄漏或折断。

（4） 因制冷剂在整个系统中循环，各接口处（包括工艺管）因锈蚀、氧化，而出现缓慢泄漏。

2.2制冷系统高压保护（高压继电器动作）

（1）蒸发器及冷凝器翅片氧化、腐蚀较严重，影响蒸发器及冷凝器换热。

（2）压缩机使用时间长，活塞磨损，阀片关闭不严，影响压缩机功效，需充注更多的制冷剂以弥补压缩机功效较差状况。

（3） 蒸发器、冷凝器使用时间较长，系统内产生杂质及油污，影响蒸发器及冷凝器的换热。

（4） 干燥过滤器、分配器（节流装置）等部位由于使用时间较长，产生杂质及油污，系统内发生堵塞，影响制冷剂的循环。

2.3系统不制冷（压缩机烧损）

（1）因压缩机运动件磨损，造成拉缸、粘缸、卡死等机械故障。

（2） 压缩机使用时间长，电机绕组老化，绝缘不良，造成压缩机断线、烧损。

（3）压缩机超负荷运行，排气温度太高，造成压缩机烧损。

2.4制冷不良（制冷量不足）

（1）因使用时间长，过滤网未及时清扫，被灰尘或杂物堵塞，造成制冷不良。

（2）蒸发器、冷凝器使用时间长，因未及时进行清理，翅片积灰、过脏导致热交换差，造成制冷不良。

（3）由于温度控制器设定温度高或动作不良而导致制冷效果差。

（4）因蒸发器结冰、热交换差而造成制冷不良。为进一步分析制冷不良故障原因，对外界环境、空调机组状态等对制冷系统的影响有更深刻的了解，我们对在运用和检修中发现的制冷不良故障进行了检测。

对客车YW25G 681576（于2011年投入使用）进行测试：外温为34C，通电后4台压缩机正常工作，制冷效果明显，工作电流为1OA左右（正常为8A左右）试车30分钟车内温度从52c降至34 C，下午三点再次进行测试时，外温为42℃，通电后4台压缩机工作l0分钟后相继亮制冷故障灯（共4个故障灯），排掉少量制冷剂后，压缩机工作，但制冷效果差，出风温度高，车内温度降至32℃后基本不下降。在空调机组试验台上测试YZ25G 355204（于2011 年投入运用）制冷故障的空调机组，试验间温度为35C，当充注制冷剂压力（吸气） 至0.6 MPa时（表压）回气管刚结露，回气温度为19℃， 压缩机工作电流为1OA，回气温度、压力、工作电流偏高（在外温35℃情况下，正常回气温度为4-10℃，表压为0.46MPa一0.85MPa压缩机工作电流为8.5A左右）排掉少量制冷剂，制冷剂压力（吸气）至0.5MPa，压缩机工作电流为9.5 A，回气不结露，但制冷效果较差。如果继续充入制冷剂，工作电流超过10A，回气温度会降低，但一旦外温较高时系统将会亮制冷故障灯（高压继电器动作）。

通过以上对制冷故障的空调机组所进行的测试可以看出，投入运用时间约l2年的客车其空调装置极易出现制冷故障。由于使用时间较长，其压缩机、蒸发器、冷凝器等部件老化、腐蚀，在外界温度不高时制冷作用还可以，但随着外界温度升高其制冷状态就逐渐变差，当外界温度达到40C及以上时其制冷作用就更差。

其次，我们再以包头车辆段一次典型性空调故障为例，进行分析：

2012年7月，包头车辆段配属的铺镇机车车辆厂制造的YW25G型空调客车681645投入运用后编挂并运行于包头至广州区间的K600次列车上，存在制冷量不足的问题，该车的空调机组为上海某公司制造的KLD29PQ型机组，制冷量29.1Kw。

问题调查及处理

包头车辆段的技术人员在运用途中对机组进行了调查F比较和分析+采取了将车厢内顶板的孔板式出风口孔径扩大，同时将原有的离心式通风机的导流板直径由256mm增加到280mm的改造措施制冷效果有了较明显的改善。

2012年12月，该车又出现制冷效果不良现象，经过对蒸发器F冷凝器的冲洗，并按使用说明书的要求重新抽真空灌注了，3.8kG的R22型制冷劑。以1位通风机以及1位压缩机为例+检查充注前后的电流变化结果并无变化.这说明不是由制冷剂缺少而引起的。将制冷效果不良的这辆车中的台压缩机拆送到上海铁路局昆山空调大修段进行压缩机排量测试结果压缩机排量均不合格。2013年8月，将这该车的压缩机全部更新，并且更换了扬程更大的离心式通风机，更新前全压为200-450P，更新后全压为250-560P，经过第1次改造，制冷效果又恢复正常。

1.2013年暑期，现场又反映该车空调制冷效果不良，表现为高压保护动作 包头车辆段在高低压压力继电器试验台和压缩机排量试验台上对拆下的压力开关以及压缩机分别进行检测结果压缩机排量及压力开关数值均合格。

同時，将空调机组送至上冷厂的热工实验室对冷凝器更换前后的出风量进行了测试。从测试可以看出：冷凝器空气通风量更换前后变化很大，这说明冷凝器散热翅片上积垢严重，通过风量减少，使得热交换不完全，造成高压保护动作。为此将这辆车的冷凝器均换新，原有的冷凝器散热盘管为4组更新后的盘管为5组，经过这次更换后高压保护动作故障消除。事实上，如果不更换新的冷凝器，而对冷凝器内外表面进行彻底清洁，也能满足冷凝器热负荷的散热要求。

从制冷效果不良故障的处理过程来看，在制冷系统中的任何一个环节出现问题均可导致制冷状态工作点的偏移而达不到设计要求或系统无法正常工作。随着空调机组使用年限的增加机组各部都已开始逐步老化。蒸发器F冷凝器表面结垢严重压缩机排量减小制冷效果下降的现象不仅在这辆车上表现出来在包头车辆段配属的其他空调客车上也时有发生。

三.改进建议

3.1根据铁辆函『199419 2号《关于印发客车空调三机检修及运用管理规程>的通知》中规定，空调机组使用超过l2年且状态不良时须更换，结合太原车辆段的使用情况，建议对使用10年以上的客车在实施厂修时更换空调机组，对不到厂修期而运用中机组状态很差的更换机组或其关键部件，如压缩机、蒸发器、冷凝器等。

3.2根据列车运行线路，对开往南方温度较高地方的列车，尤其是暑期外界温度有相当长时间达到或超过40℃的列车，其中组编挂的客车空调装置状态要保证尽可能好，以避免因高温制冷效果差而带来的不良反映。

3.3配备性能完备的空调机组试验台（能保证恒温35℃以使冬季也可以进行制冷性能测试），在客车厂、段修时，保证对空调机组的制冷性能进行测试，确保空调机组检修质量。

3.4加强对运用客车空调机组的维护，在每年的客车春、秋季整修中对空调机组进行开盖检查，特别是在春季整修空调机组即将投入运用前，对其蒸发器、冷凝器等进行清洗除尘，以保证机组良好的换热效果。

3.5在客车的日常运用中，应定期对空调装置的滤网进行清扫除尘，保证空调装置有良好的通风和换热效果，确保空调装置性能良好。

3.6为保证空调机组故障得到及时的处理，建议各车辆段根据客车配属量相应储备一定量的空调装置关键配件，并建立配件定额管理制度，以满足客车运用及定期检修的需要。

参考文献：

[1]铁道部车辆局 ；客车空调三机检修及运用管理规程

[2]滕兆武，车辆制冷与空气调节[中国铁道出版社] 王刚.MJ北京1993.

[3]北京铁路局.铁路集中供电空调客车空调与电气装置2001