工矿内燃机车总风缸冷凝水现象原因分析及处理措施

邵光浩

（本钢板材铁运公司，辽宁 本溪 117000）

0 引言

总风缸是机车风源装置的关键部件之一，负责存储控制机车制动的压缩空气。机车风源装置由空压机、风源净化装置、总风缸等组成，空压机负责产生压缩空气，风源净化装置负责去除压缩空气中的油水、杂质、灰尘，再进行除湿后将干燥的压缩空气送到总风缸存储。总风缸是否存在冷凝水，是风源净化装置判断是否故障的明显标志。

1 风源净化装置的组成和工作原理

风源净化装置是机车车辆系统专用部件，它是一般由冷却管路、油水分离器，空气干燥器、机车总风缸等组成。机车车辆上的空气压缩机产生的风源经过风源净化装置（图1）净化干燥后进入总风缸存储，再经空气管路分配给机车车辆各个风源部件使用。净化的核心部分是干燥器，在电磁阀转换下，使两个干燥塔分别以“吸附”及“再生”的工作状态分别转换，以达到净化的效果[1]。

图1 风源净化装置

空气干燥器由干燥塔、进气阀、排气阀、电控器、电空阀等主要部件组成。空气干燥器的工作是与空气压缩机的工况相联系的，当空气压缩机起动时，电控器同时得到通电信号，电控器使1个电空阀处于得电供气状态，电控阀推动干燥器进气阀向一侧动作，打开其中A塔的进气通路和B塔下方的排气阀，同时关闭B塔的进气通路[2]。从空气压缩机来的压缩空气经散热器冷却后，由油水分离器分离出其中的液态颗粒，然后进入A干燥塔，空气中的水分子被干燥剂吸附降低相对湿度，成为干燥空气，干燥空气由A塔出来后受出气止回阀的控制分为两路，其中大部分进入总风缸，一小部分经出气止回阀上的再生气路进入B塔，在B塔内膨胀为极干的低压“再生空气”。然后流经干燥剂，将干燥剂内的水分子脱附，并携带水分子由排气阀排到大气，B塔内的干燥剂完成“再生”。当空气压缩机工作到干燥器转换周期时，在控制器的控制下自动转换为另一个干燥塔工作，如此两塔交替进行干燥。每次空气压缩机停机时电磁排污阀能自动将油水分离器中的压缩空气及油水分子排出，从而达到净化机车风源的目的。

2 冷凝水现象的危害

为了保证行车安全、检修周期延长和使用寿命的提高，要求经过干燥的空气的相对湿度PH≤35%；空气中含尘埃的颗粒度≤10μm；含油率不超过10ppm。风源净化装置发生故障，不能达到上述要求，使总风缸内出现冷凝水时，会对机车行车安全、零件的使用寿命和检修周期都带来直接影响。空气中的水分在冬季容易发生冻结，带来制动故障，严重影响行车安全。水中的杂质会对运动件产生磨损和拉伤。长期被水浸泡的零件会发生锈蚀，水中含油会使橡胶件老化和腐蚀[3]。因此机车司乘人员在每次出乘前都要打开总风缸排水塞门，检查总风缸内是否出现凝结的油水。如果发现出现大量的冷凝水，应及时到检修部门处理。

3 冷凝水的原因及处理措施

3.1 干燥剂失效

失效的干燥剂，对制动系统的危害非常大，不仅不能干燥压缩空气，使总风缸出现冷凝水，严重的还会粉化，导致制动系统各个阀失效，影响机车安全。干燥剂（图2）的正常使用期限为2年或一个中修期 ，中修时会更换干燥剂。同时为避免干燥剂未到期更换失效导致的制动系统故障，规定机车第3次定修（1年）时要打开干燥塔观察干燥剂状态，确定是否更换。合格干燥剂颗粒饱满，白色或淡黄色，无粉末。如干燥剂为黑棕色，或者为深黄色，颗粒深度超过5cm，或者干燥剂有明显粉末为失效应进行更换。

图2 失效干燥剂

3.2 净化装置管路系统旁通塞门误开

净化装置的干燥器设有旁通管路，目的是当干燥器发生故障不能工作时，可以开通旁通管路，切除干燥器部分，保证机车有足够的压缩空气维持机车返回检修。正常情况下管路系统的旁通塞门是关闭状态，并且加铅封，当旁通塞门误开，压缩空气不经过干燥器直接进入总风缸，必然导致总风缸出现冷凝水[4]。

3.3 油水分离器排污系统故障

油水分离器是与空气干燥器配套使用的辅助装置装在进入干燥器前的主管路上，用于清除压缩空气中的液态粒子，不锈钢编织的滤网卷制成分离器的滤芯。当压缩空气以一定的流速通过滤芯时，其中的液态粒子被粘附。再被气流经电磁排污阀清除。当油水分离器排污阀无法开启，长期不能排污，积水过多流入干燥塔，会造成干燥失效，最后导致总风缸出现冷凝水。

当空气压缩机停止工作时，电磁排污阀会打开排出分离器内的油水。根据这一工作特点，可以观察停止打风时是否有油水排出，判断排污阀是否故障。如果没有停机排风现象，电磁排污阀故障。检查排污阀是否得电，没有电压检查并处理该电路，如果有电压，一般为电磁阀线圈故障，更换电磁阀。如果电路与电磁阀正常，为控制风源堵塞，将电磁阀卸下疏通堵塞位置，即可排除故障。

3.4 干燥剂再生不足或没有再生

（1）干燥塔在再生状态下，排气阀不排风。该塔在再生状态下，正常该塔下部的排气阀应该在电磁阀的作用下开启，使该塔内的吹扫的再生空气排到大气。发生该故障时，首先应观察干燥器的电控器（图3）指示灯是否正常显示。如果指示灯无显示，检查电控器接线插头是否松脱；电控器上电源开关是否处于关闭状态；保险丝是否熔断；是这三种情况的进行处理。处理完毕故障依然存在或上述三种情况未发生应更换电控器。其次起动空压机使之联系工作（时间超过转换周期），按表1中对应关系和规律检查电控阀、排气阀的排气情况，找出对应故障的部件，更换电控阀或排气阀[5]，见表1。

表1 干燥器指示灯与各阀对应关系

图3 干燥器电控器

（2）干燥塔在再生状态下，排气阀排风量小。电传动内燃机车采用2台NPT5型空气压缩机同时工作，每台空压机排气量2.4m³/min，每分钟机车空压机排气量4.8m³。在干燥器工作时有15%的压缩空气用于干燥剂再生。当用于再生的压缩空气量不足时，无法满足干燥剂的全部再生，积累时间长就会造成干燥剂提前失效。产生这种现象的原因有两种情况，第一种情况出气止回阀的再生通道被异物部分堵塞。如图4再生孔通道被堵塞，导致进入处于再生状态的干燥塔的压缩空气不够15%，排气量不足，干燥剂只能部分再生。检修人员应该拆下出气止回阀对再生气路进行疏通。第二种情况为排气阀（图5）螺杆上的螺母松脱，阀口开度太小。排气量明显不足，导致塔内的再生空气不能全部排除，留有部分带有水份和杂质浸泡干燥剂，长时间造成干燥剂失效。检修人员应该拆下排气阀检修，重新上紧螺母，如损坏必须更换。

图4 出气止回阀

图5 排气阀

4 结语

内燃机车风源系统中安装风源净化装置是利于行车安全，设备寿命延长的有效方法。风源净化装置工作状态可用通过检查总风缸冷凝水现象进性判断。通过多年的实践，总风缸出现冷凝水现象对机车制动系统的影响并不是非常迅速和直观的，但在特殊环境下（比如寒冷的冬季）会对机车的行车安全造成极大影响，是不可忽视的一个现象。通过以上的方法可以及时解决风源净化装置的故障，保证机车上的压缩空气干净干燥，从而有效地保证机车的行车安全。