HXD2型机车司机室空调试验台系统设计

马中云，郭吉星，李菁一，李 华

（大同电力机车有限公司，山西 大同037038）

随着铁路运输事业向高速、重载方向的不断发展，对机车运行质量的要求愈来愈高。空调是机车运行过程重要的生活保障，是司机开车运行中必不可少的设备，电力机车的空调在一年四季都是在运行当中，为机车乘务员提供良好舒服的司乘环境，以确保机车运行安全正点。

在机车调试工序中，HXD2型机车司机室空调的试验一直是工作的重点也是难点，根据多年从事本领域工作的经验和知识，克服技术中存在困难，经过仔细分析研究，研发了HXD2型机车司机室空调试验台系统，该产品既能保证HXD2型机车空调试验设计要求，准确判断空调故障，还可以结合实际工作中的问题对法维莱空调的调试和故障进行分析与总结，解决空调检修过程发现的问题，缩短调试周期。

1 司机室空调试验台系统设计介绍

司机室空调试验台系统主要由空调机组，空调试验台、空调电源控制箱、空调控制面板、司机室模拟环境控制等组成。

2 司机室空调试验台系统设计原理介绍

司机室空调试验台系统可为各型机车空调检修试验提供一种试验平台技术[1]，司机室空调是从辅助电路获取380 V三相交流电源，供压缩机工作，从机车控制电路获取110 V和24 V直流电源控制空调接触器、继电器、可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）控制模块、传感器等。机车空调在冬季或夏季自动模式下，能够自动感应司机室室内温度和车外温度，自动调整司机室内温度，根据室内外温度传感器的模拟数据信号，通过PLC逻辑判断，由其自动控制空调压缩机和风机运行，实施制冷或制热。冬季控制加热管工作，通过风机把热风带到司机室内。当系统判断温度达到设定要求时，则压缩机停止工作。空调工作时设计了PLC自动报警功能[2]，如果出现故障，系统自动报警，空调停止工作。机车运行过程，经常发生空调故障，尤其在寒冷的冬季或炎热的夏季，直接影响司乘人员的健康状况，时间太长就可能造成机车运行安全事故或人员中暑等问题，因此必须高度重视机车空调工作状态。第85页图1为HXD2型机车司机室空调试验台控制电路图；第85页图2为HXD2型机车司机室空调试验台主电路图。

3 空调检修试验工艺

空调检修清理完成后，检测压缩机、冷凝器、送风风机、电加热器的绝缘电阻是否满足要求。绝缘电阻可很好地保证各种电机的绝缘等级和使用寿命。通过空调下车进行地面检修、全部性能试验等工艺过程，既能保证空调检修的质量，又为空调运行各种性能提供了可靠的保障。

空调检修试验台系统技术，通过调节电阻模拟外环境传感器制热技术，达到自动检测温度的目的，不仅提高了试验温度检测精度，而且实现了空调试验温度检测精度的自动控制。

图1 HXD2型机车司机室空调试验台控制电路图

图2 HXD2型机车司机室空调试验台主电路图

空调检修试验台系统技术[3]，采用空调试验台控制，使用电阻调节模拟外环境制冷技术、外环境制热温度，实现了空调过隧道试验、强风试验、弱风试验、加热试验、制冷试验等功能，确保试验数据精确、真实可靠，并可通过电脑记录试验数据，出具试验报告，避免了空调试验不合格品的问题。

3.1 绝缘电阻检测

1）压缩机绝缘电阻检测。用500 V兆欧表依次测量机组X1插座上的点1，2，3对地间绝缘电阻应≥2 MΩ。

2）冷凝器风机绝缘电阻检测。用500 V兆欧表依次测量机组X1插座上的点4，5，6对地间绝缘电阻应≥2 MΩ。

3）送风风机绝缘电阻检测。用500 V兆欧表依次测量机组X1插座上的点7，8，9，10，11，12对地间绝缘电阻应≥2 MΩ。

4）电加热器绝缘电阻检测。用500 V兆欧表依次测量机组X1插座上的点13，14，15对地间绝缘电阻应≥2 MΩ。

3.2 运转试验准备

1）选择插头连接线。根据入厂机车车号选择大号或小号机车试验用工艺线，确认无误后，进行连接。

2）右控制模块安装。用螺钉将右控制模块安装在试验台上，然后将人机界面模块上的连接插头与试验台插接好。

3）调整试验台参数。检查试验台各旋钮是否在零位，如不在零位将旋钮归零；检查试验工艺线等是否连接，如与试验台连接先拆除试验工艺线，然后闭合试验台电源，将试验台左屏电压调整至约24V，依次检查空调启动按钮、空调指示灯、空调停止按钮、过隧道启动、过隧道指示灯、过隧道停止、换风方式、400 V使能、24 V使能是否正常完好，调好后断开试验电源。

4）X1插头连接线接线。将X1试验工艺线插头一端对应插在空调机组X1插头上，插好后，依次用万用表检查点位。点1，2，3线应导通；点4，5，6线应导通；点13，14，15线应导通。然后端子一端依次按线号对应插在空调控制箱X11端子排对应点位，线号要依次对应（共15个点位）。

5）X2插头连接线接线。将X2试验工艺线插头一端对应插在空调机组X2插头上，端子一端依次按线号对应插在空调控制箱X12端子排对应点位，线号要依次对应（共35个点位），不能插错。

6）温度探测器插头连接线连接。将电磁阀的工艺线插头一端对应插在空调机组电磁阀上，端子一端依次按线号对应插在空调控制箱X12端子排对应点位，线号要依次对应（803，804，PE），不能插错。

7）试验台与空调控制箱X10端子排连接。将试验台上的380 V电源输出线接在控制箱X10端子排的1，2，3，接线时导线线号要与端子排点位对应，不能插错，否则造成电机反转。

8）将试验台上的信号输出线，接在控制箱X12端子排的对应点位（300，301，310，320，703，700，701，702，704，705，707，810，811，812，813）共15根线。

3.3 运转试验

1）运转启动试验。闭合空调试验台电源开关QA1，400 V使能指示灯HD6亮，按下空调启动按钮SA5，空调指示灯HD1亮，转动24 V使能开关S1，24 V使能指示灯HD3亮，空调压缩机电机开始旋转。

2）过隧道试验。按下过隧道按钮SB2，观察过隧道指示灯HD4是否点亮，如点亮说明控制箱已将过隧道信号送达电磁阀，观察电磁阀得电关闭进风口。

3）强风试验、弱风试验。调节空调人机界面右旋钮，调至弱风挡，观察空调送风机是否进入低速通风状态，然后用钳形电流表依次测量通风机的三相电流值（控制箱X11端子排的7，8，9所接导线）。再调人机界面旋钮至强风挡，观察空调送风机是否进入高速通风状态，然后用钳形电流表依次测量通风机的三相电流值（控制箱X11端子排的7，8，9所接导线）。

4）加热试验。调节空调人机界面右旋钮至工作位，左旋钮至加热挡任意挡位，观察空调机组加热器是否加热（让空调在加热挡工作10 min以上），然后用钳形电流表依次测量加热器的三相电流值（控制箱X11端子排的13，14，15所接导线）。

5）制冷试验。调节空调人机界面右旋钮至工作位，左旋钮至制冷挡任意挡位，观察空调机组冷凝风机是否工作制冷（让空调在制冷挡工作10 min以上），然后用钳形电流表依次测量压缩机的三相电流值（控制箱X11端子排的4，5，6所接导线）。

3.4 制冷试验后整备

拆除试验线，将人机界面旋钮全部旋回停止位，断开电源开关，拆除试验台、控制箱、空调机组间的所有试验工艺线。

4 结束语

分析空调控制原理图纸，通过消化吸收并制作了空调检修试验台系统，不仅适用于大号机车的空调检修试验，也适用于小号机车的空调检修试验。通过对空调检修工艺的掌握，技术人员不断熟悉西门子PLC软件中各个变量的含义，对空调故障的判断积累经验，总结各种空调故障原因，再灵活掌握运用这些常见的方法，结合空调检修试验台测试查找故障点，节省时间，尽快排除故障，确保空调调试质量。