第二章 电力机车风源系统

第二章电力机车风源系统电力机车空气管路系统按其功能可分为：①风源系统；②制动机气路系统；③控制气路系统；④辅助气路系统。风源系统的作用：生产、储备、调节控制压力空气，并向全车各气路系统提供所需的高质量的，洁净、稳定的压力空气。第一节概述一、风源系统的构成SS系列电力机车风源系统包括：主空气压缩机组、压力控制器、总风缸、止回阀（或逆流止回阀）、高压安全阀、无负载启动电空阀、空气干燥器（或油水分离器）、塞门及连接管等组成。二、SS系列及HXD系列电力机车风源系统1、SS4改型电力机车风源系统SS4改型电力机车风源系统分为：●压缩空气的生产●压缩空气的压力控制●压缩空气的净化●压缩空气的储存●总风的重联空气压缩机43高压安全阀45（调整动作电压950±20kPa）止回阀47冷却管空气干燥器49塞门111第一总风缸91塞门112无负载起动电空阀247YV塞门110（关闭）塞门139压力控制器517KF（开断900±20kPa，闭合750±20kPa）逆流止回阀50第二总风缸92塞门113总风管制动机、气动器械总风联管总风折角塞门63或64总风软管连接器65或66重联机车风源系统2、SS9型电力机车风源系统SS9型电力机车的风源系统分为：●压缩空气的生产●压缩空气的压力控制●压缩空气的净化●压缩空气的储存●压力空气的风源保护空气压缩机43高压安全阀45止回阀47冷却管空气干燥器49塞门111塞门139塞门38压力控制器517KF第一总风缸91调压阀37塞门112逆流止回阀50第二总风缸92塞门113总风管（机车供风）供风管防撞塞门85、86、87、88供风折角塞门63、64、89、90压力开关549KP塞门39总风软管连接器40、41、65、66客车供风软管空气压缩机44高压安全阀46止回阀48起动电空阀248YV3、HXD3型电力机车风源系统HXD3型电力机车风源系统分为两个相对独立的部分：一部分为主空气压缩机组、主空气干燥器等组成的主风源系统；一部分为辅助压缩机组、辅助干燥系统、风缸及连接管路等组成的辅助风源系统。HXD3型电力机车主风源系统由主空气压缩机组、压力控制器、安全阀、主空气干燥器、微油过滤器、总风缸安全阀、总风缸、止回阀、限流阀、折角塞门及连接管路等组成。第二节VF-3/9型空气制动机SS4改型电力机车采用的是VF-3/9型空气压缩机。该压缩机为四缸、V形排列、中间冷却、两级压缩、活塞式空气压缩机。一、VF-3/9型空气压缩机的构造VF-3/9型空气压缩机包括：1、运动机构2、空气压缩系统3、润滑系统4、冷却系统二、VF-3/9型空气压缩机的空气压缩系统作用过程当低压活塞往下运动时，气缸容积增大，气压减小，进气阀在大气压力作用下被打开，空气经消声器和进气阀进入气缸；当活塞往上运动时，气缸容积缩小，压力升高，进气阀自动关闭不再吸气，随着活塞继续往上运动，气缸内空气压力不断升高，当压力高于排气阀弹簧力和排气管道中压力空气所产生背压的合力时，排气阀开启，经一级压缩的空气排入集气箱；经过冷却的压力空气进入高压气缸，进行二级压缩（其过程同上），然后排入机车总风缸。如此周而复始，外界大气不断吸进空气压缩机低、高压气缸，又不断被压缩，源源不断地进入总风缸，使机车总风缸中的空气压力逐渐升高。三、VF-3/9型空气压缩机的维护与保养（1）应经常检查润滑油油位，及时补充润滑油。（2）每班在空气压缩机启动后检查润滑油压力应在150~350kPa范围之内。（3）新空气压缩机运转50h后需要更换全部润滑油，以后每运转500h更新全部润滑油。（4）每运转500h检查并更换消声器中纸质滤芯，检查并清洗气阀和滤油器，对易损零件片阀、弹簧、活塞环应及时更换。（5）每运转1000h检查和清洗油泵。（6）每班应开启中间冷却器的排水阀两次。（7）润滑油应采用N68、N100号压缩机油或者13号（冬季）、19号（夏季）压缩机油。（8）应定期检查空气压缩机上的螺栓、螺母等紧固件有无松动，检查各处是否存在漏泄，并定期校验检查油泵油压表。第三节TSA-230AD型螺杆式空气压缩机和V-2.4/9型活塞空气压缩机一、TSA-230AD型螺杆式空气压缩机（一）概述TSA-230AD型螺杆式空气压缩机是SS9型机车独立通风机车专门开发的下排风式螺杆压缩机，其主要特点有：①效率高②振动小③噪声低④动转平稳⑤可靠性好⑥易损件少⑦维修成本低（二）工作原理TSA-230AD系列空气压缩机是一种双轴回转容积式压缩机，电机（采用FS200-2型驱动电动机，其额定电压为380V）通过联轴器直接驱动压缩机转子，转子为两个互相啮合的螺杆，具有非对称的啮合型面，并在一个铸铁壳内旋转，其压缩原理为四个过程：1、吸气过程2、封闭及输送过程3、压缩及喷油过程4、排气过程1、吸气过程当转子转动时，主、副转子的齿沟在转至进气口时，其空间最大，转子的齿沟空间与进气口自由空气相通。外界空气即被吸人，沿轴向流人主、副转子的齿沟内。当空气充满了整个齿沟时，转子齿沟之进气侧端面转离了机壳之进气口，在齿沟间的空气即被封闭，以上为“进气过程”。2、封闭及输送过程主、副两转子在吸气终了时，主、副转子齿峰与机壳封闭，此时空气在齿沟内闭封不再外流，即“封闭过程”。两转子继续转动，齿峰与齿沟在吸气端吻合，吻合而逐渐向排气端移动，此即“输送过程”。3、压缩及喷油过程在输送过程中，啮合面逐渐向排气端移动，啮合面与排气口间的齿沟空间逐渐减小，齿沟内气体逐渐压缩，压力提高，此即“压缩过程”。压缩的同时，润滑油亦因压力差的作用而喷入压缩室内与空气混合。压缩机凭借其自身所产生的压力差不断向压缩室及轴承喷入润滑油。润滑油主要有三个作用：(1)润滑作用：润滑油可以在转子之间形成油膜，避免了转子间的接触，减少摩擦。(2)密封作用：润滑油产生的油膜能对压缩空气起到密封作用，提高了压缩机的容积效率。(3)冷却作用：由于润滑油吸收了大量的压缩热，使压缩过程接近于等温压缩，降低了压缩机的比功率。另外还能降低高频压缩机产生的噪音。4、排气过程当转子的压缩气腔(齿沟)转到与机壳排气口相通时(压缩气体压力最高)，被压缩的气体开始排出，直至齿沟的啮合面移至排气端面，此时两转子的啮合面与机壳排气口间之齿沟空间为零，即完成“排气过程”。与此同时，转子之啮合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到最长，其吸气过程又在进行。（三）系统流程TSA-230AD系列压缩机系统包括空气系统、润滑油系统和冷却系统。1．空气系统流程空气系统由空气滤清器、进气阀、油气筒、油细分离器、压力维持阀和后部冷却器组成。空气→空气滤清器5→进气阀6→主压缩室压缩并与润滑油混合→油气筒7→油细分离器8→压力维持阀9→冷却器10→使用系统中。主气源通路中各组件功能说明：(1)空气滤清器：(2)进气阀①进气止回阀：防止从油气筒回流至进气阀的含油空气排人大气。避免因压缩空气倒流造成空气压缩机转子反转。②卸压阀：当压缩机停机后，该阀能在很短时间(约14s)内将油气筒内压力卸至300kPa以下，以保证空气压缩机在低负荷下再次启动，有利于电机的正常工作。(3)温度开关当排气温度达到温度开关所设定之温度值时，则温度开关断开而停机。(4)油气筒(6)安全阀当机车上的主风缸压力开关调节不当或失灵而致使油气筒内压力比额定排气压力高出200kPa以上时，安全阀即会自动起跳而泄压，使压力降至设定的排气压力以下。(7)压力维持阀功能主要为：①启动时优先建立起润滑油的循环压力，确保机器的润滑。②压力超过(600±50)kPa之后方行开启，可降低流过油细分离器的空气流速，除确保油气分离效果之外，并可保护油细分离器避免压差太大而受损。③止回功能：当停机后油气筒内压力下降时，防止主风缸内压缩空气回流。(8)压力开关进气阀阀座内压力超过400kPa时，压力开关断开。随着油气筒内的压力被卸压阀快速卸除，进气阀阀座内压力也降低，当压力降至300kPa时，压力开关恢复接通，此时压缩机才能再次启动，保证了电动机在低负载下启动，压缩机再次启动的最短时间间隔。(9)后冷却器冷却压缩空气，将排气温度控制在环境温度+15℃以下。2．润滑油系统流程润滑油系统由油细分离器、温控阀、油冷却器和油过滤器等组成。（润滑油）油气筒→温控阀口→油冷却器→油过滤器→机体下部→压缩室（冷却压缩空气）→机体两端（润滑轴承组）→压缩机室底部→油气筒。油路上各组件功能说明(1)油冷却器(2)油过滤器(3)油细分离器将压缩空气中所含雾状油气完全滤去。在更换油细分离器时，须使用专用工具链钳或带钳。(4)温控阀维持排气温度在压力露点温度以上，避免空气中的水汽在油气筒内凝结而乳化润滑油。温度76→85全开3．冷却系统冷却系统由离心风机、蜗壳、油冷却器和后部冷却器组成。冷却空气由冷却风机抽入，由蜗壳导向吹过油冷却器和后部冷却器的散热翅片，同时冷却压缩空气及润滑油。(四)电机TSA-230AD型螺杆式空气压缩机的电机型号为FS200—2AB，是专为逆变器供电方式设计的。第四节SL22-47型螺杆式空气压缩机HXD3型电力机车采用两台SL22-47型螺杆式空气压缩机组作为系统风源。SL22-47型螺杆式空气压缩机具有温度、压力控制装置，可以实现无负荷启动。冷却器排风口向下，向车内排风。空气压缩机组的开停状态由总风压力开关进行自动控制，也可以通过手动按钮强行控制开停。（一）技术参数（二）空气压缩机组成SL22-47型螺杆式空气压缩机组的主要部件包括：三相电机、压缩机、弹性支座（FI）、电气系统和空气滤清器。其他控制部件功能如下：1、真空指示器2、温度开关3、温度传感器4、启动开关5、油加热器（三）工作原理螺杆式空气压缩机为间歇工作制。动作值为8.25kPa时启动，达1000kPa时停止。螺杆式空气压缩机有两个螺旋形的转子。空气输送几乎没有波动，1000kPa的压缩空气压力是一级压缩产生的。其工作过程包括：1、空气压缩过程2、油循环过程3、其他第五节压力控制器SS4改型、SS7E型、SS9型电力机车采用YWK-50-C型压力控制器，设在电空制动屏柜内。YWK-50-C型压力控制器为铸铝壳体，防水型，其规格为0~1MPa。国产SS系列电力机车所采用的压力控制器主要有YWK-50-C型压力控制器和704型压力调节器两种。YWK-50-C型压力控制器与704型压力调节器的主要区别在于：空气压力传感部分采用波纹管，较704型压力调节器橡胶膜板压力传感器要敏感且寿命长；采用单端点的大开距开关替代双断点自行改造的小开距开关，使动作更加可靠，故障率下降。一、作用原理YWK-50-C型压力控制器是利用杠杆，波纹管，调节弹簧以及切换差旋钮内的弹簧组成一个杠杆体系，并充分利用动触头和静触头组成的单断电大开距微动开关具有瞬动开闭的特点而设计的一种结构简单的压力调节控制装置。当被控压力空气的压力上升或下降时，波纹管伸长或缩短，通过杠杆与拨臂，拨开微动开关，使触动闭合或断开而达到控制压力空气的目的。二、调整与使用1、安装与调整方法2、调整注意事项（1）切换差旋钮上的数字以及调节杆和指针在标尺牌上数值仅表示上、下限设定切换值的大小而非实际值，实际值由标准压力表（即司机室内总风压力表）读取。（2）若欲控制压力空气不超过某一给定的压力范围，应先调下限设定值（调整调节杆使指针在该压力值上），后调上限设定值（调整切换差旋钮，使压力上升至该压力值时切换开关）。（3）根据压力控制器的使用情况，进行定期校对调整。3、调整示例第六节空气压缩机的附件一、止回阀2、逆流止回阀1、止回阀或单向阀二、高压安全阀当连接管路的压力值大于弹簧3的整定值时，阀4上移开放通大气口，因排气口远大于管路截面，使管路压力下降，当降至低于弹簧3的反力后，将阀4压回阀座7，关闭阀口。三、总风缸四、空气干燥器（一）DJKG-A型空气干燥器空气干燥器是利用干燥剂吸收压力空气中的水分并周期地将干燥剂中的水分除去并附有滤清装置的组合设备。空气干燥器分为双塔式和单塔式。DJKG-A型