NPT5型空气压缩机润滑油乳化故障研究和预防处理

罗小霞

摘 要：根据NPT5型空气压缩机在铁路机车运用中常见的润滑油乳化故障，对NPT5型空气压缩机润滑油乳化的原因进行了调查分析，明确了润滑油乳化的关键因素是润滑油含水量超标，原因是冷凝水从活塞环密封组件泄露到曲轴箱。通过研究，提出了相应的故障预防处理办法。

关键词：NPT5型空压机 润滑油 乳化 故障预防处理

中图分类号：TH117 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）03（c）-0114-02

NPT5型空气压缩机是一种三缸、直立并列、中间冷却、两级压缩活塞式空气压缩机，广泛用于韶山3型、东风4B型、东风5型等铁路机车，所产生的压缩空气供机车制动和所有气动部件正常工作使用，其工作状态的好坏直接关系到列车的安全和气动机械能否正常工作。但在实际应用中，NPT5型空气压缩机润滑油经常出现乳化现象，现场主要表现为曲轴箱内的润滑油经过一段时间运行会改变颜色，从曲轴箱油表可观察到由原来清亮的褐黄色变为浑浊的乳黄色或乳白色，进而造成空气压缩机烧瓦、咬缸等，影响机车的行车安全和运用。笔者通过对NPT5型空气压缩机乳化故障问题进行分析研究，提出了相应的故障预防处理办法。

1 NPT5型空气压缩机润滑油乳化的主要原因

润滑油乳化必须具有4个必要条件：一是必须有互不相溶（或不完全相溶）的两种液体：二有降低界面张力的表面活性的乳化剂存在；三是有适宜的温度；四是有强烈的搅拌。水份、激烈搅拌、温度、乳化剂，均能引起润滑油乳化。

NPT5型空压机润滑油中的许多添加剂，如清洁分散剂、油性剂、挤压剂都是一些降低界面张力的表面活性物质，空压机55℃～75 ℃的工作温度和接近1 000 r/min的运转速度都为润滑油的乳化提供了适宜温度和激烈的搅拌条件，当润滑油中的含水量超过0.1%，润滑油的氧化变质速度加快，油中部分添加剂发生水解，从而破坏油水之间的水化膜，加快乳化速度，最终生成乳黄色或乳白色的乳化液，降低润滑油的润滑性能。

当有降低界面张力的表面活性剂存在，润滑油和水容易在适宜的温度和强烈的搅拌下发生乳化。NPT5型空压机润滑油中的许多添加剂，如清洁分散剂、油性剂等都是一些降低界面张力的表面活性物质，空压机润滑油55 ℃～75 ℃的工作温度和接近1 000 r/min的曲轴转速都为润滑油的乳化提供了条件。

笔者对成都铁路局贵阳机务段3种安装有NPT5型空气压缩机的韶山3型、东风4B型、东风5型机车乳化润滑油进行了取样实验。试验测定表明，乳化较轻的润滑油含水量在0.35%～0.8%之间；乳化较严重的润滑油含水量在1.2%～4.5%之间；乳化特别严重的润滑油的含水量甚至达到了11.3%。这些含水量远远超过了NPT型空气压缩机含水量大于0.1%的换油标准。

2 NPT5型空气压缩机润滑油中的水份来源

在机车进库停机后，笔者和检修师傅对润滑油乳化比较严重的DF4B-6575、DF4B-9431、DF4B-9432、DF4B-9433机车进行了检查，打开压缩机曲轴箱盖，用手电筒照射空压机气缸套内壁，都会看到水珠沿内壁滚下来，说明冷凝水是从活塞环密封组件的泄露通道进入到了曲轴箱。

NPT5型空压机的排气温度一般在150 ℃～190 ℃之间。当进气湿度加大，高温水蒸汽在与温度较低的润滑油和活塞组件接触的过程中，就会凝结成水份离出来，并从活塞环密封组件的泄露通道进入到曲轴箱，在曲轴的高速搅拌下，与润滑油发生乳化。

3 3种机型NPT5型空气压缩机润滑油的乳化情况差别大的原因

根据韶山3型、东风4B型、东风5型在2016年1～6月的检修记录，3种机型润滑油在半年内的平均乳化率分别是2.3%、100%、63.4%。3种机型NPT5型空气压缩机润滑油的乳化情况为什么会差别较大呢？笔者对NPT5型空气压缩机在3种机型机车的安装位置和工作状况进行了分析。

韶山3型的两台NPT5型空气压缩机分别装在一、二端司机侧机械间内，DF4B的两台NPT5型压缩机装在二端司机室后机械间内，冷却单节下，DF5的两台NPT5型压缩机装在前端（小端）机械间内部。

韶山3型是电力机车，没有冷却单节，机车两侧设有百叶窗和滤网，进气空气比较干燥。东风4B型和东风5型都是内燃机车，机车工作温度较高，都设置有冷却单节，为了散热，机车两侧只安装有百叶窗，没有安装滤网，两种机型的进气湿度都比较大，特别是东风4B型机车的两台空气压缩机均安装在冷却间的大风扇下，其周围的水分在较大的温差影响下，较快蒸发，随空气进入到空气压缩机内[1]。

4 NPT5型空气压缩机润滑油的乳化故障的预防处理

通过对韶山3型、东风4B型、东风5型NPT5型空气压缩机的安装位置、机车机构及乳化状况的研究，笔者认为NPT5型空气压缩机润滑油乳化故障可以进行以下预防处理。

4.1 在进风口安装空气干燥器或选用吸湿性较好的滤清器

对于乳化严重的东风4B型机车，在进风口安装了空气干燥器，对进风质量起到了一定的改善作用。另外，也使用了吸湿性较好的滤清器，在空气虑清器中添加棕丝等滤芯材料，过滤掉空气中的水分，也对进气质量起到一定的效果。

4.2 乘务员定期打开排水阀排水

韶山3型、东风4B型、东风5型有部分机车安装的是自动排水阀，部分机车安装的是排水堵。自动排水阀[2]可以将产生的冷凝水及时排掉，可以做到在中间环节上控制乳化，排水效果较好。未安装自动排水阀的机车，雨雾天气，乘务员应定期打开空气压缩机工作的排水堵，以排出积水，缓解润滑油乳化程度。

4.3 调整韶山3型、东风4B型、东风5型3种机型的NPT5型空气压缩机检修标准

韶山3型、东风4型、东风5型3种机车虽然在结构上有很大的区别，但每一种机型的NPT5型空气压缩机的检修标准是一样的。在运用中，把东风4型、东风5型高压缸的活塞环合口间隙从0.6 mm调整到0.5 mm，低压缸的活塞环合口间隙从0.8 mm调整到0.7 mm。调整后，这两种机型的润滑油乳化率和润滑油含水量有明显下降。

通过上述的预防处理，有效地降低了NPT5型空气压缩机的润滑油乳化率，特别是东风4B型机车的润滑油乳化现象大为改善。从对东风4B型机车NPT5型5台空气压缩机润滑油的监测结果，在一个辅修期（约3个月）内润滑油的含水量都大为下降，其中有4台的润滑油含水量已经降到了0.1%的標准线以下，把换油周期延长到了半年，东风5型和韶山3型机车NPT5型空气压缩机的换油时间也都分别延长到了1年和1年半以上，有效地节约了维护成本。

参考文献

[1] 任新仕.DF4D型机车压缩机油乳化的原因分析及改进措施 [C]//北京铁路局技师协会，2009.

[2] 李树仁.东风4型机车空气压缩机的油质乳化的防治[J].内燃机车，1991（10）：45.