周波 劉中華 張新永

【摘要】本文通過介紹內燃動車組中所應用的空壓機連續(xù)運轉方式的應用，對空壓機連續(xù)運轉方式的特點，機械控制原理，電氣控制方式等進行了闡述。

【關鍵詞】連續(xù)運轉；內燃動車組；控制原理；控制方式

1、概述

空壓機是軌道交通車輛中重要的組成部件，它為車輛中的用風設備提供壓縮空氣。這些設備主要包括制動系統(tǒng)、風笛、撒砂系統(tǒng)、給水衛(wèi)生系統(tǒng)、車門系統(tǒng)等。目前，軌道交通車輛中空壓機的運行方式主要為單雙日輪流運行的方式。而這種控制方式存在不少問題。中車唐山公司在出口阿根廷的內燃動車組的項目中首次在該類車型中采用了連續(xù)運轉的空壓機控制方式，解決了傳統(tǒng)控制方式中存在的問題。

2、連續(xù)運轉方式介紹

2.1連續(xù)運轉方式應用背景

在國內外運行的軌道車輛中，每列車中的空壓機數量基本都在2個或2個以上，這些空壓機被分為主空壓機和輔助空壓機，在列車運行過程中基本上采用單雙日主輔空壓機交替運行的方式。這種方式控制簡單，技術相對來說比較成熟，因此被廣泛的使用。但是這種運行方式有難以克服的兩個缺點：

1）空壓機啟動頻繁，沖擊電網?？諌簷C在運行的過程中，當列車風壓不足時空壓機電機啟動，當列車風壓上升到一定值時空壓機停機。每小時的時間內，空壓機會啟停數次。而空壓機啟動電流比較大，通常會達到額定電流的幾倍甚至十幾倍。而內燃動車組通常依靠本車的內燃機組發(fā)電，因此會對列車的發(fā)電設備及電網造成較大的沖擊，同時也會對列車中其它用電設備造成不利的影響。

2）容易造成空壓機潤滑油乳化。乳化問題是空壓機運行過程中最為普遍的問題之一。造成乳化問題的根本原因是因為空壓機工作率不足或工作時間過短，導致空壓機潤滑油溫度無法達到設定的溫度，造成潤滑油中混入的水份無法及時排出，從而使油乳化。一般來說，保證空壓機潤滑油不會乳化的工作率最小值為30%。而交替運行的空壓機是隔天使用，使用率相對較低。如果車輛在潮濕一點的環(huán)境中運營，則極易造成乳化。

連續(xù)運轉方式則能避免上述兩大缺點。采用連續(xù)運轉方式的空壓機在整個運行過程中空壓機中的電機不需要停機，無需頻繁啟動，因此避免了對電網的沖擊。同時因為壓縮機在電機的帶動下也是連續(xù)運轉的，因此潤滑油始終處于高溫的狀態(tài)，避免了因為溫度過低而造成的水分滯留，從而產生乳化的現象。

2.2連續(xù)運轉方式在內燃動車組中的應用

目前連續(xù)運轉方式主要應用大排量空壓機中，這種空壓機主要應用在機車中，如HXN3、HXD3C、HXD3D等項目。在內燃動車組的小排量空壓機中應用還是首次。在我公司出口阿根廷的內燃動車組中采用了此種方式。

2.2.1連續(xù)運轉方式的機械及氣路原理

空壓機連續(xù)運轉方案主要是對原有間歇運轉的進氣閥進行重新設計使其具有連續(xù)運轉功能。該進氣閥可實現連續(xù)運轉功能，從而防止因空壓機頻繁啟停對上位電網的沖擊。下面是對連續(xù)運轉用進氣閥介紹：

連續(xù)運轉用進氣閥系統(tǒng)組成見圖1：

1）電磁閥：電磁閥是受上位制動系統(tǒng)的控制，在發(fā)生頻繁啟停的情況下電磁閥進入伺服狀態(tài)，需要工作時只要打開電磁閥，給管路系統(tǒng)供高壓氣體；

2）管路系統(tǒng)：管路系統(tǒng)為各部件連通空氣，并根據要求提供動態(tài)的、合適的壓力給進氣閥的各接口：閥板的關閉閥板氣體，進氣腔的壓力維持氣體，降低或升高系統(tǒng)壓力的關路氣體；

3）進氣閥：該進氣閥是整個進氣系統(tǒng)的核心可以在正常工作時打開壓縮機進氣管路，需要維持機組運轉的情況下維持壓縮機的油氣筒壓力。

電磁閥為常開電磁閥，當機組正常工作時，電磁閥得電，閥門閉合，進氣閥閥板為開啟狀態(tài)，壓縮機處于正常工作，當壓力升至額定壓力而又不希望壓縮機停機時，上位控制斷開電磁閥控制信號，電磁閥失電，閥門打開，油氣筒內壓力高，氣體在壓力作用下，從油氣筒底座經電磁閥一路回到進氣閥底座，使進氣閥閥板關閉。另一路又分成兩路，一路為卸荷用，一路參加內部氣體循環(huán)建立油壓。同時如果油壓不夠則從進氣閥的卸荷孔處補入少量新鮮空氣，使油氣筒內壓力維持在正常油壓狀態(tài)下。當壓力降到一定值時，上位控制接通電磁閥控制信號，電磁閥得電，閥門閉合，進氣閥閥板打開，壓縮機又處正常工作狀態(tài)。

連續(xù)運轉氣路原理見圖3。其中AV為連續(xù)運轉電磁閥，IV為進氣閥。

2.2.2連續(xù)運轉方式的電氣控制原理說明

在電氣控制方面，需要上位機發(fā)出控制信號，經過端口15和16給出一個控制連續(xù)運轉電磁閥AV接通斷開的信號。在正常打風的時需保持電磁閥接通及電磁閥得電，在風壓達到規(guī)定值時電磁閥失電斷開。這樣才能保證空壓機機組連續(xù)運轉工作。連續(xù)運轉電氣控制原理詳見圖4：

3、存在的問題

連續(xù)運轉方式雖然有很多好處，但是也存在一定的問題。由于連續(xù)運轉中進氣閥的結構更加復雜，而且車下安裝的空壓機運營環(huán)境并不好，尤其在顆粒物比較多的情況下，進氣閥可能會出現氣路堵塞的問題。此外，由于壓縮機一直處于運轉狀態(tài)，因此潤滑油，油濾器，濾芯等部件的損耗也會增加，使用壽命會因此縮短。

4、結束語

雖然連續(xù)運轉的方式存在一定的問題。但是其優(yōu)勢應具有極大的競爭力。相信此種運行方式的技術將會越來越成熟，將會逐漸地向小排量空壓機的方向發(fā)展，逐漸應用于更多的軌道交通車輛。今后應與空壓機廠家密切合作，自主而積極地進行設計研發(fā)工作。

參考文獻

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作者簡介

周波，男，工學碩士學位，工程師，主要從事軌道車輛制動系統(tǒng)研發(fā)設計工作。曾參與設計多種車型的車輛制動系統(tǒng)設計工作。