地铁车辆制动系统风源常见故障诊断

地铁车辆制动系统风源常见故障诊断

柴振华

大连地铁运营有限公司，辽宁 大连 116000

摘要：本文全面论述了大连地铁的风源系统，克诺尔VV120型空气压缩机的工作原理、维护保养、常见故障以及处理改进方案。通过对风源系统的研究，了解其运行原理，达到快速处理车辆故障，保证车辆上线率，降本增效的目的。

关键字：地铁车辆；vv120；制动系统风源；故障诊断

一、前言

近年来，随着城市地铁建设的快速发展，车辆部件由原先的故障修变为互换修。互换修后很多部件其实可以自主进行维修，不但节省了往返运输的时间，也可以节约维修费用。本文详细介绍了车辆常见的故障之一风源系统故障。

大连地铁列车风源系统为德国克诺尔制动系统组成部分，发生故障的部件需返回克诺尔厂家进行修理，这就大大增加了车辆的维修成本。为改善上述现象，能够在各检修基地及时解决风源系统的故障，我们对该风源系统的原理、结构进行分析，并实际操作试验，对易发故障如何快速处理，日常如何保养可以减少故障率等进行了分析，找到了一套切实可行的解决办法，从而减少了该系统的返厂维修成本，并且使车辆可以更加快速地投入运营当中。

二、风源系统简介

风源系统是向整个列车提供压缩空气的气源。它不仅针对空气制动系统，而且也为其它用气部件提供气源，例如汽笛、空气弹簧和受电弓等。

克诺尔制动风源设备主要包括两部分：一台VV120往复式空气压缩压机和一套双塔空气干燥器。其部件通过连接软管连接在一起，形成一个完整的装置安装在机架上。具有结构紧凑、维修方便和安装容易等特点。每辆头车上安装一套风源设备，所有设备集成在一个模块中，经过干燥器干燥后的压缩空气被储存在总风缸中。

VV120型空气压缩机通过橡胶弹性件悬挂在车辆底部，这能有效地为空气压缩机提供缓冲并降低对车体的振动。该空气压缩机的润滑方式为飞溅润滑。

三、VV120风源系统工作原理

VV120型空气压缩机采用两级压缩，它有2个低压缸，1个高压缸，每个气缸头上都有一个排气阀和组合进气阀。通过干式空气过滤器的空气在低压缸内被压缩后，通过中间冷却器，然后被送到高压气缸里压缩。最后，压缩气体被送到后冷却器进行二次冷却，软管将压缩空气从冷却器输送到空气干燥器里。当系统内的压力高于1．1MPa时，安全阀就会开启，将气体排向大气。

空气压缩机输出的压缩空气含有较高的水分、油分和机械杂质等，必须经过空气干燥器将其中的水分、油分和机械杂质除去，才能达到车辆上用风设备对压缩空气的要求。液态的水、油微粒及机械杂质在滤清器（或油水分离器）中基本被除去，压缩空气的相对湿度降低（通常相对湿度35%以下）是避免用风过程中出现冷凝水危害的主要方式，它依靠空气干燥器来完成。

干燥系统装置采用的是KNORR LTZ015.1H型双塔式空气干燥装置。其示意原理图如图1所示。图1示出了工作状态下的空气干燥装置，其中塔19a处于其干燥阶段，塔19b处于其再生阶段。来自周期定时器的电输入信号给电磁阀（43）通电，阀座（V3）开启。从空气管路分流出来的压缩空气（P2），流经开启的阀座（V2）和（V3）到达鞲鞴阀（34）。交替压力根据弹簧的作用力推动鞲鞴到达顶部和底部位置，由此而开启了阀座（V5）和（V8）。来自空压机冷却空气经进气口P1和开启的阀座（V5）到达干燥塔，经塔顶改变方向返回，经止回阀等到达出气口P2。干燥后的空气一部分分流，经过再生口（50）膨胀，从相反方向通过干燥塔（19b）中的干燥剂。这部分膨胀空气，即为再生空气，从将要再生的干燥剂中吸取水分，通过开启阀座（V8）和消音器排到大气中。

图1 LTZ015.1H双塔式空气干燥装置示意图

19 风缸    19.7 干燥剂     19.11 油水分离器  24 止回阀的锥形圈  25 支架

34 双鞲鞴阀   34.15 K型圈    34.17 K型圈    43电磁阀   50 再生缩口

56 K型圈      70 K型圈    71 旁通阀阀盖     92.93绝缘体

A排污口   O 排气口   P1 自空压机的进气口   P2 到总风缸的排气口  V 阀座

四、风源系统常见故障及解决方案

在地铁车辆实际运营当中，风源系统比较常见的故障有以下几种：

（1）鞲鞴阀排污口（A口）持续排风

空压机的鞲鞴阀阀头，每过120秒会进行一次动作，改变压缩空气在双塔式干燥器内的流向，由于鞲鞴阀阀头动作次数频繁，橡胶密封元件出现了损坏，造成密封不到位的现象，使压缩空气出现泄露。通过拆卸鞲鞴阀阀头，并更换新的鞲鞴阀阀头后，可解决此故障。

（2）车辆风缸排风时大量水从风缸阀门流出

空压机的压缩空气流经其中一个双塔干燥器进行干燥时，另一个干燥塔的干燥剂会进行再生，经过120秒后两个干燥塔互换工作状态。如果双塔干燥器不能出现正常转换的情况，会导致干燥剂不能很好的进行干燥和再生，导致已饱和的干燥剂无法继续吸收高压气体内的水分，致使水分随气体进入总风缸，并滞留于风缸内。此种故障在检查的时候可以先查看双塔干燥器是否定时进行切换，如果不能正常切换，可以考虑对双塔干燥器的电路板进行更换或对相关接线进行检查，可解决此故障。

（3）空压机机油乳化

正常空压机油的颜色呈淡黄色，并在油尺处可以观察到。如果空压机油的颜色变为乳白色，则出现了机油乳化现象。导致机油乳化的原因有：①列车长时间不运行，导致空压机长期不启动或启动时间过短；②空压机功率过大，使得每次启动的时间短，空压机油没有达到使油内水汽蒸发的温度；③部分城市或者部分季节空气湿度大，容易发生空压机油乳化的情况。发生空压机油乳化的情况较多，但是都属于空压机机油混入了水汽导致的。因此如果乳化不严重的情况，可以通过强制启动空压机，升高油温使机油内的水汽及时排出去。如果乳化较严重则需要及时更换空压机油。同时要分析产生的原因，并保证空压机的运转时间充足，防止机油乳化的事情再次发生。

（4）空压机注排油孔螺栓滑牙

空压机每年都会在冬季和夏季来临之前更换符合要求的空压机油，部分检修人员在更换润滑油的时候没有按照规定，使用正确的力矩标准和使用恰当的拆装工具，造成空压机注排油孔螺堵滑牙，油堵无法正常拆卸。通过对班组人员的培训，同时优化工具，要求作业时使用带有力矩的工具扳手进行拆装油堵。采用新工具和施加正确的扭力后（注油堵力矩110N.m，排油堵力矩80N.m），空压机的注排螺堵没有再出现滑牙的情况。

（5）空气滤芯底座开焊

VV120空压机入口处的过滤器采用过滤纸，需要定期更换（1年左右）。检修人员在更换过滤纸的时候出现了拆卸困难，在使用工具拆卸后出现了支架开焊的现象。分析原因为安装过滤纸时使用了工具，造成力矩过大，后期要求检修人员用手拧紧即可，不允许使用工具紧固后没有发生类似现象。

五、结论

在分析风源系统故障时，应掌握其基本的工作逻辑，并根据故障现象从简单到复杂进行故障排查。通过对风源系统常见问题的总结，可以解决大部分出现在地铁列车上的空压机故障，在如今发车密度大、运行时间长、车辆相对短缺的情况下，通过对常见问题的总结，使得我们可以更好地对车辆进行保养，以及出现问题以后可以快速进行解决问题，保证车辆上线率，达到降本增效的目的。

参考文献：

中国北车集团大连机车车辆有限公司.快轨车辆制动部件运用保养手册[G]，2003.

作者简介：柴振华(1985－) 男 大连地铁运营有限公司 工程师