CRH6A型城际动车组主空压机油温高的原因分析

2021-11-08宋伟雅李龙杰陈钧润

广东科技 2021年10期

文/宋伟雅李龙杰陈钧润

1 CRH6A型城际动车组风源系统

CRH6A型城际动车组风源系统主要由主空气压缩机组（以下简称“主空压机”）、干燥器、总风缸、控制风缸以及贯穿全列车的总风管组成，为制动系统及其他风动装置提供清洁、干燥的压缩空气。在有受电弓的车辆设置辅助空气压缩机组，在动车组主空压机不能供风且总风压力不足时，可利用动车组蓄电池启动辅助空气压缩机组为受电弓升降弓装置、真空断路器（VCB）等提供风源。

全列车设置两台主空压机，吊挂在03、07车下设备舱内，所有主空压机均通过贯穿全列车的总风管联通。主空压机由交流电机驱动，采用箱体结构，并配置膜式空气干燥器。此外，全列车设置两台辅助空压机，吊挂在04、06车下，由车载蓄电池供电，压力低于640kPa时，通过驾驶室内的辅助空压机旋钮启动，高于780kPa时则自动停机。

2 主空压机工作原理

CRH6A型城际动车组采用的是阿特拉斯公司的GAR14型固定式、风冷、喷油螺杆式主空压机。其中，主空压机包括压缩机机头、整体冷却风扇、复合冷却（空气/油）、油气分离器、水分离器、集成过滤装置、驱动电机及膜式干燥器等部件。装有主空压机的车辆能够通过制动控制装置（BCU）中的总风压力传感器检测主风缸压力，由此启动或停止主空压机，当主风缸气压低于780kPa时，2台主空压机同时启动打风，并在主风缸气压达880kPa后停止工作。

（1）气路系统。外界空气通过空气滤清器进入空气压缩机机头并被压缩，被压缩后的空气高温且含有油气；而后经过油气分离器进入冷却器被冷却，空气含水量降低；冷却后的压缩空气进入管道过滤器过滤；过滤后的压缩空气通过膜式干燥器再次干燥后给动车组提供风源。

（2）油路系统。油气分离器对压缩空气进行油气分离，此时压缩空气将润滑油从油气分离器内挤出。当润滑油的温度低于75℃时，温控阀将关闭油冷入口，此时润滑油在压缩空气的作用下经过油滤和断油阀进入转子，油冷却器被旁通；当润滑油的温度高于75℃时，温控阀打开油冷入口，润滑油进入油冷却器，并在冷却后经过油滤和断油阀进入转子（见图1）。

图1 主空压机工作原理示意

3 主空压机报油温高的原因分析

自2016年3月CRH6A城际动车组在中国铁路广州局集团有限公司投入运用以来，列车的主空压机油温高故障频发，给动车组检修和运营秩序带来较大影响。下文主要梳理了造成主空压机油温高的3个典型原因。

3.1 分析思路

主空压机的转子在压缩空气时会产生大量热量，需要润滑油对转子进行冷却，才能确保转子不因过热而停止工作。压缩机机头出口处安装有温度开关，当润滑油的温度达120℃±3℃，车辆信息显示屏报主空压机油温高，温度开关切断主空压机控制回路使主空压机停机。其中，导致油温高的可能原因有：（1）缺少润滑油；（2）冷却器脏堵，润滑油无法散热；（3）润滑油比较脏，润滑油粘度大；（4）润滑油管路堵塞；（5）油滤堵塞；（6）阀件卡滞致使开启度不足，供油量少；（7）温度传感器故障；（8）膜式干燥器的泄漏量超过40L/min。可见，导致主空压机报油温高的原因较多，涉及的检查项点较多。排查步骤如下：

步骤一：了解主空压机油温高应急处理情况。查看报油温高的主空压机是否已切除，如已切除则入库恢复看故障是否能够重现。如果故障能快速重现的话，基本能把故障范围缩小至主空压油路和电气控制方面，否则执行以下步骤进一步排查。

步骤二：对主空压机打风能力进行检查。总风风压为780kPa～880kPa，03、07车打风时间在70s内最佳，如果超过90s，需单独启动主空压机进行单元打风，把故障锁定在打风时间较长的主空压机。如该主空压机气路无漏气现象，则需重点检查膜式干燥器，特别注意的是报油温高的主空压机的膜式干燥器未必有问题。主空压机停机后，待总风稳定后进行整车保压，若是总风管的总风每5min下降量≤20kpa，则进行步骤三；否则就先检查整车是否有风管漏风现象，如有漏风现象，则在处理后重复步骤二。

步骤三：外观检查。打开03、07车主空压机活动裙板（如通过步骤二的单元打风能锁定故障主空压机的话，只需检查故障主空压机的活动裙板即可），首先检查温度是否达到110℃～120℃，如果没有，需检查温度开关是否存在误报故障，否则排除温度开关误报故障；检查油位镜的油位是否在范围之内，以及油管是否漏油、气管是否漏气、冷却器表面是否脏堵等，如有以上现象，按要求进行处理。

步骤四：过滤器检查。根据实际情况检查空气过滤器滤芯是否脏堵，油滤滤芯是否脏堵，WSDR过滤器、DDR过滤器、PDR过滤器是否脏堵，如有发现异常和脏堵，则及时进行处理。如果相关过滤器脏堵或破损，会影响打风效率和冷却效果，容易造成主空压机油温高；而集成过滤器如有脏堵，则容易引起膜式干燥器损坏，造成其泄漏量超标。

步骤五：油控阀、断油阀点温检查。启动主空压机运行一段时间，使空压机机头出口温度上升至80℃（高于温控阀开启的控制温度75℃），促使润滑油流入油冷却器；对油冷却器入口、出口和转子机头进行温度测量，核查油冷却器能否降低润滑油温度，从而进一步推断阀件是否存在卡滞。

3.2 造成油温高的典型原因分析

（1）膜式干燥器故障。膜式干燥器故障主要原因为其内部纤维膜疲劳老化，压缩空气在经过疲劳破损的纤维膜时会直接泄漏到膜外，降低空压机的打风效率，也影响空压机的使用寿命，因此，需定期对膜式干燥器进行漏风检测。如果泄漏量大于40L/min，则需更换膜式干燥器，提前预防故障；若是在排除了整车管路漏风的情况下，整车打风时间依然较长，那么膜式干燥器泄漏量超标的可能性极高。

（2）恒温阀或断油阀的卡滞导致开启度不足，供油量少。恒温阀、断油阀O型圈老化或破损，使阀件卡滞，会最终导致润滑油无法正常供应。当断油阀异常卡滞时，无法给转子提供润滑油，主空压机会在短时间内报油温高；当润滑油温度高于75℃时，恒温阀异常卡滞无法打开，润滑油无法进入油冷却器进行冷却，从而容易导致报油温过高故障。因此，需按计划及时开展相关专项修，避免出现橡胶件老化导致阀件卡滞的情况。

（3）空气过滤器、冷却器、油滤脏堵，润滑油冷却效果较差。若是空气过滤器进风口有大量粉尘，则会堵塞空气过滤器滤芯，导致进气量下降，同时也降低了排气量，容易让灰尘进入到油路系统，使油质变差。若是冷却器灰尘过多，润滑油热量无法散发，从而无法保证良好的冷却效果。油滤脏堵会使得过滤性能下降，无法过滤润滑油中的杂质，直接导致润滑油的质量下降，最终影响润滑冷却效果。因此，检修单位应严格按照检修标准作业，确保润滑油的冷却效果。