徐偉倡

【摘 要】南寧地鐵2號線新造地鐵車輛在進行高速動調(diào)時，車輛客室內(nèi)部回風(fēng)口及送風(fēng)口格柵處有大量水珠，滴到客室座椅與地板上。文章從排水設(shè)計、安裝工藝、密封技術(shù)、淋雨試驗等多個角度找出可能的漏水點，對漏水點進行分析處理，提出空調(diào)漏水修復(fù)方案及后期設(shè)計改善建議。

【關(guān)鍵詞】空調(diào)機組;回風(fēng)口;“V”形密封膠條;西卡膠268;廢氣排放裝置

【中圖分類號】U270.383 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）05-0105-03

南寧地鐵2號線車輛為標(biāo)準(zhǔn)B型地鐵車輛，每節(jié)車廂頂部配備有2臺KG35G型空調(diào)機組，單臺空調(diào)機組制冷量為35 kW。司機室采用通風(fēng)單元通過支風(fēng)道與相鄰客室空調(diào)風(fēng)道相連，通過通風(fēng)單元內(nèi)部的通風(fēng)機從客室風(fēng)道向司機室內(nèi)引風(fēng)，實現(xiàn)司機室內(nèi)部的空氣調(diào)節(jié)?？照{(diào)機組的結(jié)構(gòu)形式為車頂單元式，安裝在車頂1/4、3/4處。機組從箱體底部回風(fēng)，底部送風(fēng)，新風(fēng)從機組兩側(cè)導(dǎo)入。新風(fēng)和回風(fēng)在回風(fēng)腔內(nèi)混合后，經(jīng)蒸發(fā)器冷卻后通過送風(fēng)機送入客室內(nèi)，使室內(nèi)溫度緩緩下降，并使其維持在干球溫度為24～28 ℃，相對濕度為50%～70%，對人體較舒適的范圍內(nèi)?？照{(diào)機組的冷凝水通過機組底部的排水孔直接排至車頂?？照{(diào)機組的室外冷凝風(fēng)從機組兩側(cè)面進入，通過冷凝器后，再從機組頂部向上排出。

空調(diào)機組分為蒸發(fā)單元及冷凝單元。蒸發(fā)單元主要包含離心風(fēng)機、蒸發(fā)器、混合風(fēng)濾網(wǎng)、新風(fēng)閥、回風(fēng)閥、新風(fēng)口及新風(fēng)濾網(wǎng)、新風(fēng)溫度傳感器、送風(fēng)溫度傳感器、節(jié)流裝置、空氣凈化器等。冷凝單元主要包含壓縮機、軸流風(fēng)機、冷凝器、制冷管路、干燥過濾器、視液鏡、逆止閥、壓力開關(guān)、氣液分離器等。

1 空調(diào)機組在客室內(nèi)部漏水的原因分析及對策

在車輛運營過程中，空調(diào)機組回風(fēng)口及送風(fēng)口處常出現(xiàn)滴水的情況，地鐵車輛客室內(nèi)部滴水會影響乘客乘車舒適度。在車輛試驗階段，空調(diào)滴水嚴重時，可能進入電器元件內(nèi)部，影響行車安全。

在南寧地鐵新造車輛進行80 km動態(tài)調(diào)試試驗時發(fā)現(xiàn)，部分車輛出風(fēng)格柵出風(fēng)處或回風(fēng)格柵回風(fēng)處出現(xiàn)不同程度的滴水現(xiàn)象，且該現(xiàn)象在進行車輛動態(tài)調(diào)試時反復(fù)出現(xiàn)，但查找淋雨試驗記錄發(fā)現(xiàn)在前期進行淋雨試驗時，并未出現(xiàn)客室空調(diào)漏水的情況。在出現(xiàn)該問題之后，使用牽引車將地鐵車輛再次拖入地鐵車輛專用淋雨架，進行漏水試驗。根據(jù)試驗要求，使用2.5 kPa的水壓進行靜態(tài)淋雨5 min，并外接高壓對車輛通電，此時空調(diào)開啟制冷模式，一段時間后發(fā)現(xiàn)，空調(diào)出風(fēng)格柵及回風(fēng)格柵處出現(xiàn)滴水的現(xiàn)象。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，空調(diào)漏水與車輛空調(diào)開啟制冷模式有關(guān)。當(dāng)空調(diào)運行時，車頂回風(fēng)口處空氣壓力要小于空調(diào)機體內(nèi)側(cè)壓力，該處形成的負壓導(dǎo)致車體頂部的冷凝積水被反吸至回風(fēng)口處，致使車頂積水與冷凝水進入機組內(nèi)部，從回風(fēng)口處溢出。之后對漏水點一一排查，在排除車門密封膠條漏水及鋁合金車體漏水等原因后，初步確定為空調(diào)機組與車頂法蘭口處密封不到位，車頂積水無法順暢排走等原因，最終導(dǎo)致空調(diào)機組冷凝水經(jīng)空調(diào)底部排水口排至車頂后被反吸至回風(fēng)道，進入客室回風(fēng)口處。

2 優(yōu)化改進措施

（1）使用2.5 T吊帶將空調(diào)機組吊裝后發(fā)現(xiàn)，車頂上有大量的積水沉積，空調(diào)頂部的冷凝積水主要依靠車頂自身的弧度從車頂兩側(cè)的排水溝向外排走，當(dāng)使用水平尺測量車頂水平度時發(fā)現(xiàn)，車輛車頂未設(shè)置有從兩側(cè)向下的明顯坡度，在送風(fēng)口及回風(fēng)口法蘭處有多處明顯低洼處，車頂由多塊板材焊接而成，存在多處焊縫，而焊縫的突起明顯高于車頂正常平面，導(dǎo)致車頂有多處洼地出現(xiàn)積水，排水不暢。在車體車頂弧度設(shè)計時，可適當(dāng)考慮車頂帶有較小的從兩側(cè)朝下的弧度，即車體水平面向兩側(cè)具有3‰的坡度，利于車頂積水依靠自身重力向兩側(cè)排出。同時，車頂焊縫偏高，可以設(shè)置豎向的排水槽，便于積水通過排水槽向外流至車輛端墻的雨水槽內(nèi)。

（2）在檢查車頂“V”形密封膠條時，發(fā)現(xiàn)膠條內(nèi)側(cè)均有水珠，同時車頂法蘭口內(nèi)側(cè)表面也有大量水珠附著。空調(diào)下方的出風(fēng)口與車體間法蘭口采用兩橡膠條密封。檢查“V”形密封膠條的安裝工藝要求時發(fā)現(xiàn)，安裝采用的密封膠條為一捆100 m長的橡膠條，作業(yè)員工根據(jù)法蘭口的長度進行自行截斷，然后將“V”形密封膠條扣壓在車體法蘭口上，在密封膠條合攏處使用樂泰膠進行黏接，防止車頂?shù)睦淠ㄟ^斷口處回流進入空調(diào)機組。該密封方式有以下幾個缺陷。首先，操作人員使用剪割工具裁剪“V”形膠條時，人工操作時存在偶然性，即“V”形膠條接口處不平整，易出現(xiàn)端部不平齊的情況，對接時存在喇叭口。其次，使用“樂泰”膠黏接膠條斷開處，由于后期車輛運行時，長期處于擠壓的狀態(tài)，“樂泰”膠水黏接力度不夠，容易裂開，且“樂泰”膠水為黏接膠，無法起到密封的作用。

改進方法：對現(xiàn)有“V”形密封膠條進行涂膠密封處理，取出“V”形密封膠條，在膠條內(nèi)側(cè)涂抹“德邦”高黏度膠水，使其能夠與車體法蘭框貼合緊密，然后在“V”形膠條與車頂空隙處四周使用膠槍注射西卡膠268，再經(jīng)過24 h的恒溫恒濕等待時間，以保證西卡膠的密封功能，同時在“V”形膠條接口處使用西卡膠進行黏接處理，保證接口處無明顯縫隙。

由于改方案僅為臨時處理方法，后期項目及車輛維保時，建議更改“V”形密封膠條的結(jié)構(gòu)。根據(jù)車頂出風(fēng)口與回風(fēng)口的尺寸，將膠條制作成一體成形無縫隙的結(jié)構(gòu)，以避免人工裁剪的偶然性。安裝時，可直接嵌入車體頂部法蘭口，保證車頂空調(diào)的積水不會因為斷口開裂，從斷口處流入空調(diào)機組回風(fēng)口處。

（3）對空調(diào)密封性進行研究，空調(diào)下部粘貼一層厚度為15 mm的方形橡膠塊，利用空調(diào)自身的重力，擠壓車體頂部法蘭口處的“V”形密封膠條達到密封效果。在進行空調(diào)密封測試時，使用游標(biāo)卡尺測量“V”形密封膠條圓弧處的厚度為6 mm，經(jīng)過使用6～12 mm厚度不一的密封膠條進行多次試驗發(fā)現(xiàn)，由于空調(diào)外形尺寸（3.5 m×1.9 m）較大，空調(diào)機組通過8顆M12×45的螺栓固定在車頂上方，但由于各安裝座在焊接時會存在誤差，安裝座的上表面難以控制在同一水平面，空調(diào)機組送風(fēng)口尺寸為920 mm×260 mm，密封區(qū)域較大。安裝后，空調(diào)機組容易與車體形成一個較小角度，導(dǎo)致空調(diào)四周的角度存在高低不平的狀況。此時，將導(dǎo)致兩密封膠條未變形到一定程度，無法形成有效密封。

使用ANSYS仿真軟件進行力學(xué)實驗分析，以及使用不同厚度的“V”形密封膠條進行試驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)“V”形密封膠條厚度為8～10 mm時，此時密封效果較佳，同時“V”形密封膠條也不可太厚，否則會導(dǎo)致空調(diào)被墊起，安裝螺栓無法形成有效力矩，建議更改“V”形密封膠條厚度為8 mm。

（4）地鐵車輛在進行淋雨試驗時，通常分為兩種情況：①在靜態(tài)條件下，車輛不通電，此時使用2.5 MPa水壓進行淋雨，主要檢測車頂空調(diào)安裝孔與定位孔是否漏水，以及車體、車門等部件的密封性。②車輛激活，受電弓不升起取電（淋雨架處無DC 1 500 V高壓線路），車輛使用蓄電池箱內(nèi)的DC 110 V蓄電池進行供電，此時，可以進行制動、照明等緊急措施。由于淋雨架處無DC 1 500 V高壓線路，受電弓無法升起取電，此時空調(diào)只能開啟正常通風(fēng)模式，功率達不到制冷狀態(tài)，無法模擬車輛真實運行狀態(tài)。

建議在車輛淋雨試驗時，利用淋雨架泵房的電源，外接AC 380 V高壓電到空調(diào)控制盤，使單臺空調(diào)機組4臺壓縮機全部運行，空調(diào)開啟100%制冷模式，并提前開啟15 min。此時，空調(diào)車頂存在部分積水且空調(diào)內(nèi)部形成負壓，可較真實地模擬車輛運行情況。

（5）空調(diào)兩側(cè)底部設(shè)置有多個直徑為10 mm的冷凝水排水孔，在排水孔下方粘貼了10 mm厚的保溫棉，用于吸附飛濺的水珠，在車輛正線運行時，車輛在不同坡度的路面行駛時，車頂上部積水在振動失重條件下容易向上飛濺，進入空調(diào)機組內(nèi)部，因此建議在排水孔末端縮口配置逆向半截止球，冷凝水利用自身重力，打開逆向半截止球閥門，當(dāng)車頂積水飛濺時，由于有一片閥門遮擋，所以可有效阻止積水飛濺到空調(diào)機組內(nèi)部。

3 空調(diào)機組其他漏水情況的原因分析及對策

（1）為了維持客室氣壓正常，在車輛頂部兩側(cè)設(shè)置了4個廢氣排放裝置，并沿車體的中心線對稱放置，利用空調(diào)機組向客室內(nèi)部送風(fēng)，在客室形成正壓，此時排氣裝置的調(diào)節(jié)合頁由于壓力向外張開，向外排氣，客室內(nèi)部正壓越大，排氣裝置的合頁開度越大。當(dāng)空調(diào)機組不向車內(nèi)送風(fēng)時，排氣裝置在合頁彈簧的作用下，自動合攏。由于排氣裝置采用合頁進行開關(guān)，當(dāng)合頁的彈簧失效時，此時排氣裝置為常開狀態(tài)。在淋雨試驗時，正對排氣裝置的淋雨架噴頭將大量水流灌入車體內(nèi)部，此時表現(xiàn)為漏水量大且急等特點。

對于該問題，建議停止淋雨試驗，防止水大量流入客室內(nèi)部，進入攝像頭及動態(tài)地圖等部件的電氣元件。在安全作業(yè)情況下，登上車輛頂部，拆下廢氣排放裝置，取出廢氣排放裝置的內(nèi)罩，檢查內(nèi)罩兩側(cè)的合頁是否能夠開關(guān)自由，如出現(xiàn)卡滯或不順暢的情況，需要更換新的內(nèi)罩。

（2）在空調(diào)機組安裝時，空調(diào)機組兩側(cè)各有2個定位孔，位于安裝吊耳旁，在安裝時，空調(diào)定位孔與車體頂部預(yù)留孔位一一對應(yīng)。該孔位與車體預(yù)留孔位對應(yīng)時，空調(diào)8個安裝吊耳與車體可以保持較高的平面度。南寧地鐵2號線車輛在淋雨試驗過程中，淋雨試驗進行了1 min后，側(cè)頂板處出現(xiàn)了大量的溢水，水流直接從側(cè)頂板側(cè)面上的動態(tài)地圖流下。此時，雖及時關(guān)閉淋雨系統(tǒng)，但由于水量太大，動態(tài)地圖接頭處進水導(dǎo)致電線短路，動態(tài)地圖被燒毀。在分析原因時，發(fā)現(xiàn)有2個車體空調(diào)定位孔與客室內(nèi)部是連通的。經(jīng)與車體焊接人員分析，此為焊接人員在開孔時，未觀察注意風(fēng)槍進給深度，導(dǎo)致車體空調(diào)定位孔過深，與車體客室內(nèi)部相連，在淋雨時，雨水直接進入客室內(nèi)部，從側(cè)頂板處流入客室內(nèi)部。

該類情況發(fā)生次數(shù)較少，主要原因是焊接人員作業(yè)時未仔細觀察鉆頭進給深度，導(dǎo)致客室型材被打穿，此時可以在車頂焊接一塊型材，進行補孔，并重新進行淋雨驗證。

4 結(jié)語

本文通過對地鐵車輛試制組裝現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的一些問題，針對車頂結(jié)構(gòu)及空調(diào)密封結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化改進，在地鐵車輛組裝和設(shè)計時有效地解決空調(diào)機組頂部排水、客室漏水的問題，從源頭上清除問題，空調(diào)機組漏水問題在后續(xù)項目得到有效解決，極大地提高了車輛出廠質(zhì)量。

參 考 文 獻

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[3]袁秀玲，田懷璋，張華俊.制冷與空調(diào)設(shè)備[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2001.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]