25G 型客车空调系统典型故障分析处理研究

2023-01-14杨培义韩增盛冯培培

设备管理与维修 2022年22期

杨培义，韩增盛，冯培培

（1.郑州铁路职业技术学院，河南郑州 450046；2.中国铁路郑州局集团有限公司，河南郑州 450052）

0 引言

随着我国经济腾飞，铁路行业得到了快速发展。国内在1953 年便批量生产21 型硬座车，8 年后停止；1956 年尝试制造22 型硬座车；1993 年开始将25G 型客车作为发展重点，停止生产原有的21 型、22 型等车型。国内铁路客车在2003—2005 年大提速后，如在开始投入运营高速列车后，对发展铁路客车的空调通风系统与车型也起到了明显推动作用，促使其开始步入新的发展阶段。车型的淘汰更迭既适应了社会需求，也满足了旅客对铁路客车的舒适度要求。目前客车已是常态化配置空调，其质量状态直接影响到旅客乘坐列车的舒适度，进而影响铁路总公司的经济效益。现结合客车空调装置的3 种典型故障，并提出对应处理方法，以提高铁路运输的服务质量[1]。

1 25G 型客车空调装置

1.1 基本组成

客车空调装置主要由5 部分构成，包括电气控制系统、加热系统和通风系统等。在空调客车中，可通过处理混合车内空气与新鲜空气，实现调节车内空气的目的，向车内以规定速度输送新鲜空气，同时向车外排出污浊空气，并在此过程中将空气流动速度、湿度和温度等控制在规定范围内。客车空调装置可根据需求或设定进行加湿、加热、冷却空气等操作，空调机组连续、均匀地将处理过的空气分配给客室、乘务员室，达到夏季降温、冬季升温的目的，始终给旅客提供一个温馨舒适的乘坐环境[2]。

本次所选的客车型号为25G 型（图1），其配备的空调机组型号为KLD40 型（图2），控制柜型号为KLC40C-1T1 型。

图1 YW25G 型空调客车

图2 空调KLD40 机组

单元式空调机组是由多个零部件一同构成的，其中包含压缩机、离心风机、冷凝器等多个部件，这些部件都处于一个箱体之中[3]。

1.2 工作原理

在通风方面，空调机将通过平顶上的回风道处理室内循环气体，之后再与机组尾部吸入的新空气进行混合，并将新空气导入到空气混合室中，最后经过蒸发器放出水分或热量，即可达到车厢除湿（夏季时）或降温的目的，或者经电加热器加热（冬季时）起到预热新鲜空气的作用[4]。

1.2.1 制冷

机械制冷方法常用于机组制冷系统中，该系统是借助管道将重要部件如蒸发器、冷凝器等连接起来的封闭系统（图3）。系统制冷循环过程为：制冷剂被压缩机压缩为高压高温的过热蒸汽，外界空气对冷凝器内的蒸汽强制冷却后，可得到高压液体，并流入毛细管内，此时得到的液体在分流器的作用下会进入蒸发器中，在蒸发器的作用下变为低压蒸汽，最后由压缩机吸入汽液分离后的汽体，成为高压高温的过热蒸汽。在此过程中，为保证制冷效果，压缩机会持续工作。

图3 空调机组制冷系统

车内循环空气在与通风机引入的新空气混合后，经由蒸发器进行冷却，最后由出风口送至车厢内，即可达到降低车厢内温度的目的。为降低车厢温度，常会配备一个温度调节器，以确保车内温度处于22～30 ℃。对于冷凝器而言，其冷凝效果要通过轴流风机来实现，在机组吸入外部空气后，需通过冷凝器与热气交换，再经由机组排出热风，即可达到转换热量的目的。在经由蒸发器后，车内热空气将转为水滴，最后排出到车外，这样就完成了整个除湿目的。

1.2.2 供暖

车内循环空气在与通风机引入的新空气混合后，经由加热器进行升温，最后由出风口送至车厢内，即可达到维持车内温度，实现供暖的目的[5-6]。

2 运行特点

2.1 通风工况

各送风口送风均匀，风量适中，送风口及回风口无水滴出；通风机应无异常振动和噪声。

2.2 制冷工况

（1）压缩机、冷凝风机等机组需要根据电气联锁逻辑逐步投入工作。对于压缩机而言，其启动时间要通过时间继电器来调整。如果机组启动后，各风机、压缩机无异常摩擦响声，并无特殊噪声出现，则代表系统运作平稳。

（2）空调机组在客室回风温度介于24～32 ℃的环境下，KLD29机组若为双机工作状态，则有20～22 A 的电流，若为单机工作状态，则有13～15 A 工作电流；KLD40 机组相对较高，在单机状态下电流为20～22 A，若双机工作，则能达到29～31 A。

一般机组工作状态都是通过电流来显示。在启动机组后，电路电流将骤增，而进入到正常运作后，电路电流将回到平稳状态，也就是正常值。当电流值偏低时，代表系统存在制冷剂泄漏的现象；当电流值偏高时，代表系统存在电气、机械等方面的问题。

（3）当机组开始运作时，各室都需由出风口吹出冷风，其室外温度要处于35 ℃以内，同时还要将室内温度控制在22～28 ℃。当双机开始工作后，出送风口的温差要控制在10 ℃以上。

2.3 加热工况

电预热器、通风机可根据联锁逻辑逐步投入到相应工作中，各室都可由出风口吹出暖风，以此确保室内温度始终在16～19.5 ℃。当两组预热器工作时，回风口与送风口的温差应为7～9 ℃[7]。

3 典型故障分析及处理方法

选取3 种空调系统典型故障进行分析研究，为其空调系统维修提供参考。

3.1 通风机运转正常，冷凝风机不转

（1）检查冷凝风机动作。首先对风机是否良好及其动作进行检查；然后对风机整定值的准确定进行检查；接着复位后对风机工作状态进行检查，观察其是否动作；若仍动作，此时可对风机是否存在卡死、烧损等情况进行检查。在单个冷凝风机烧毁后，可重新调用正常工作的冷凝风机，确保空调组机工作不会因此受到影响。

（2）检查FR4、FR5 热继电器是否烧损，如某相电路烧断，更换配件或将该相触点短接。

（3）检查KM4、KM5 接触器主触点是否烧损，如某相烧断，更换配件或将该相主触点短接。

3.2 通风机运转正常，冷凝风机得电就跳空开

测量风机冷凝风机绝缘。首先可以用500 V 兆欧表在断电的情况下对冷凝风机进行测量，判断绝缘是否存在故障。

然后用万能表对冷凝风机绕组阻值进行测量，若测量结果存在异常，如三相绕组阻值不均衡或过大，代表冷凝风机存在故障，需要包扎好其电源线，同时调用正常工作的冷凝风机进行工作，从而确保在半冷工况使空调组机壳正常工作。

最后对插座、插头等进行检查，判断其是否存在浸湿或进水等现象，若存在则需对其进行干燥处理，完成后方可使用。

3.3 空调亮，通风机、冷凝风机运转正常时故障指示灯

（1）短接故障机组保护线，测量压缩机电流。当电流低于正常值时：①对蒸发器网、回风网等进行检查，若存在脏、堵现象，需要及时卸下滤网进行检查；②对蒸发器结冰与否或脏堵情况进行检查，若存在结冰或脏堵现象，需及时融冰处理或直接清理。在完成上述操作后，需要将短接线拆除，同时启动空调主机，若压缩机电流正常且无故障指示则代表成功排除故障。

（2）检查冷凝风机是否反转。当压缩机电流高于正常值时：将冷凝风机电源线进行调相，判断是否冷凝风机反转。如调相后压缩机电流恢复至正常值则故障排除。若调整后压缩机电流仍持续上升，则停止使用空调。