一例HXD3C型机车空气压缩机故障原因分析及解决建议

高 伟，张金瑞，张琼洁

(郑州铁路职业技术学院，河南 郑州 451460)

1 故障概况

2017年6月25日，武昌机务段运用车间HXD3C型0162机车乘务员机班，牵引K360次列车，11时21分以宜昌东站开车，11时34分正常通过新昌站，出站后发现机车总风缸压力低于正常值750 kPa，司机立即开启强泵风功能进行打风，但总风缸压力仍然下降至650 kPa。为防止列车欠压运行，机车乘务员采取停车措施，11时37分停车。检查发现使用强泵打风时I端空气压缩机工作，II端空气压缩机不工作，总风缸供不到正常压力，为避免影响后续列车运行，乘务员将双管供风塞门关闭，利用I端空气压缩机将总风压力打至843 kPa后，于11时45分开车，维持运行到红土站，12时00分向车站请求救援。

2 故障原因及分析

2.1 故障原因

机车回段后，技术人员对HXD3C0162机车II端空压机进行了检查,发现：

(1)油气分离器、油微过滤器表面温度试纸显示，油气分离器为88 ℃，油过滤器为99 ℃，油过滤器温度偏高。

(2)检查油位窗口，油色透明，无乳化现象，油位高度为3 cm,在标准范围内。

(3)检查空气压缩机散热器状态良好，检查空气压缩机处于夏季模式。

(4)隔离空气压缩机I，启动空气压缩机II，不打风，检查微机显示屏信号信息画面，发现温度开关工作信号“420”不亮。

技术人员使用短接线，短接II端压缩机控制盒接线排上，微机显示屏信号信息画面上温度开关信号“420”得电，II端压缩机启动打风。由此判定空气压缩机II不工作是由温度开关保护造成的。

温度开关保护的作用是当压缩机工作温度超过设定温度时，温度开关常闭联锁断开，从而断开压缩机供电电路，停机保护压缩机。有两种情况会造成温度开关常闭联锁断开：一是温度开关自身故障，如温度开关整定值发生向下漂移或功能损坏，虽空气压缩机机组温度在正常范围内，温度开关仍会保护断开；二是温度开关良好，但机组温度过高使得温度开关保护断开。造成机组温度过高原因可能为温控阀失效(机组冷却系统已判断正常)。

为分析故障原因，检修人员将该空气压缩机压力开关和温控阀拆下进行检测，检测情况如下：

在温度开关试验台上对温度开关进行测试，试验台显示测试结果为120.5 ℃断开，除去设备传感器4 ℃左右的误差，并用温度计测量，该温度开关实际断开值为116 ℃，表明温度开关断开值符合110±6 ℃的要求，温度开关正常。

温控阀拆卸后，将温控阀组件放入实验工装内进行测试，解体后，浸入油中，正常情况下温控阀在83 ℃左右开始动作，至89 ℃完全打开，但该温控阀在油中加热到106 ℃时，仍未见阀芯动作，由此判定，此温控阀失效。

温控阀失效，造成机组温度升高，温度开关保护，断开压缩机供电电路而停机。

2.2 原因分析

温控阀的工作原理是当机组温度较(常温)低时，受弹簧力影响阀芯闭合，阀芯铝套封住高温通道，即低温通道处于完全开启状态，温控阀自动开启通往机内的通道，润滑油无须经过冷却系统直接进入机头内。当润滑油的温度升高到83 ℃以上时，阀芯内的热敏材料受热膨胀，克服弹簧力从而推动阀芯铝套逐渐向弹簧方向移动，温控阀逐渐开启通往冷却器的高温通道，而当油温达到89 ℃时，低温通道被关闭，高温润滑油全部经冷却器风冷降温后再进入机头内循环。

解体该温控阀，发现座腔体内和阀芯组件弹簧上有较多的铁锈。产生铁锈的原因为空气压缩机机头及温控阀座材料为铸铁，在正常机车运用情况下，空压机工作时间较短(≤30%)，空气中的水汽未及时挥发，在温控阀腔体内凝结，导致温控阀腔体和弹簧产生锈质，并且逐渐增多，直到锈质影响到阀芯铝套的滑动，并造成卡滞。而阀芯铝套和腔体配合间隙为0.1～0.15 mm,当阀芯铝套被锈质卡住后，无法向前滑动，影响了温控阀的开启。当油温上升到阀芯动作的温度时，阀芯铝套被锈质卡住后，无法向前滑动打开高温冷却通道，影响了润滑油的冷却，油温进一步上升，超过设定保护值后，温度开关断开，压缩机停止工作。

用细砂纸将温控阀座腔体内的铁锈除掉后擦净，装上新温度开关、温控阀组件后，对空压机进行打风测试，关掉机车通风机，II端空气压缩机稳压连续运行30分钟左右，用点温计测量机组(温度库、开关安装处温度最高处)温度为105 ℃，温度不再上升，空压机性能正常，故障消除。

3 预防措施及建议

(1)对所有装车的压缩机温控阀进行下车解体检查、除锈、性能试验。

(2)加强质量卡控，特别是对制动系统检修、调试等关键项点进行过程盯控。

(3)组织压缩机生产厂家，对温控阀及腔体锈蚀问题进行改造，及时整改。