地铁列车空调故障原因分析及控制方法研究

张竞

摘 要：随着列车设计水平的提高，空调系统作为列车舒适性的重要部件，降低空调故障保证空调的正常功能显得至关重要。分析了南宁地铁一期列车空调常见故障原因及控制方法。

关键词：地铁;列车空调;故障

随着国内城市轨道交通事业的迅猛发展，地铁列车的设计水平和要求也更高了。为了提供舒适的乘车环境，列车就必须配备大功率的空调系统。地铁列车空调系统作为列车通风及制冷系统，调节客室温度，为乘客提供舒适的乘车环境。因此保证列车空调系统功能正常，对提高列车的舒适性和安全性非常重要。

1 南宁地铁一期工程地铁列车空调简介

南宁一期工程地铁车辆空调系统由石家庄国祥制造，每节车装有两台相同的顶置单元式空调机组，用于客室和司机室的空气调节。采用微机（110V）、温度选择开关、高低压开关、温度传感器、电磁阀、继电器实现对空调各电机控制、客室温度的监控及调节。司机室配有独立的司机室通风单元，可通过手动旋钮开关对风量进行多级调节。

2 列车空调系统的控制方式

空调控制器（KPC）作为每节车空调控制的核心部件，通过MVB网络实现与列车通信控制系统（TCC）的通信，實现故障信息、空调运行模式、部件启动请求指令的传输。

空调控制器对空调各部件的状态进行监控和管理，通过接收温度选择开关输入的目标温度值及各温度传感器输入的温度值（新风、回风、送风温度）、载荷数据来计算列车的制冷需求，再将各部件的动作指令通过输出端口发送到各控制继电器，由控制继电器来控制各电机的启停。若空调控制器未接收到选择开关输入的目标值或接收到的目标值超出设定范围，空调系统将不工作，此时只有通过MVB网络发来的紧急通风指令可以被执行。

3 常见的空调故障原因探讨及控制措施研究

3.1 空调制冷剂泄漏

空调制冷剂泄漏作为空调系统的最主要故障之一，影响列车客室的舒适性。通过检查发现南宁一期列车空调常见的泄露点有：毛细管破损、编织管磨损及管路堵塞。

3.1.1 空调管路泄漏控制研究

一期列车在空调毛细管及低压编织管在设计上存在缺陷，毛细管管路太长、管径太小，致使毛细管出现经常性的断裂;未考虑随时间推移金属软编织管在重力作用下，向下弯曲并与空调壳体接触发生磨损。

3.1.2 管路堵塞分析

列车管路堵塞主要为系统中存在杂质将膨胀阀或干燥过滤器堵塞。分析原因主要为：管路破损后杂质进入制冷循环系统、干燥过滤器内部氧化铝颗粒被制冷剂不断冲刷形成细小颗粒进入制冷循环系统。

对于管路堵塞的控制方法可通过控制毛细管断裂系统修复的清洁，可在焊接前将毛细管断口进行修剪;另外在管路泄露、视液镜更换时，同时更换干燥过滤器，以减少干燥过滤器故障对系统的影响。

3.2 空调继电器故障分析

空调控制继电器作为空调执行元件监控的关键部件，对空调系统的性能有较大的影响。空调继电器为线圈110VDC，触点通过380VAC，触点通过电流较大，继电器动作次数较多。空调继电器故障的表现形式主要为：触点电阻不稳定和偏大。

目前控制继电器的方法为定期通过为继电器线圈加载110VDC使继电器动作，测量继电器触点电阻的方式来。因为继电器触点接触不良将影响空调电机的相平衡问题，可尝试使用低电压（80VDC）加载继电器线圈后进行测量的方式来控制继电器触点接触不良问题。

3.3 温度传感器故障探讨

列车空调温度传感器为负温度系数（NTC）热敏电阻器，它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高;随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。

温度传感器作为列车客室温度的重要监测和控制器计算制冷需求的重要参数，现有列车对环境温度的使用仅局限于本节车的环境温度，实际上列车在正线运营时，每节车所处环境温度基本是一致的，可共用列车级的环境温度，以减少单个传感器故障对客室制冷效果的影响。

现有温度传感器的主要故障为线缆接触不良和传感器探头电阻变小等问题。针对以上问题现已在年检中对温度传感器的接线进行检查，并使用酒精对探头进行清洁。

4 结语

通过对南宁地铁列车空调系统常见故障表现形式、原因的分析，进行空调常见故障控制措施的探讨，并提出了控制建议。对空调系统其它部件的故障仍需继续分析，以减低空调的故障。