黃繼林

（南寧局集團(tuán)公司 南寧車(chē)輛段，高級(jí)工程師，廣西 南寧 530001）

動(dòng)車(chē)組空調(diào)裝置在夏季采用制冷工況時(shí)會(huì)產(chǎn)生冷凝水，冷凝水通過(guò)排水泵排到空調(diào)機(jī)組外。CRH2A/380A統(tǒng)型動(dòng)車(chē)組在夏季運(yùn)用過(guò)程中頻繁報(bào)出空調(diào)裝置排水泵故障，給動(dòng)車(chē)組運(yùn)用檢修以及旅客出行舒適體驗(yàn)都帶來(lái)了極大影響。為解決該問(wèn)題，南寧局集團(tuán)公司南寧車(chē)輛段從2015 年6 月5 日起將排水泵濾網(wǎng)清洗周期調(diào)整到4～6天或運(yùn)行1.5萬(wàn)km，但仍頻繁報(bào)出排水泵異常的故障。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015 年1 月～12 月，配屬動(dòng)車(chē)組共發(fā)生空調(diào)裝置排水泵異常故障38 件，其中CRH2A 動(dòng)車(chē)組29 件，CRH380A 動(dòng)車(chē)組9 件。鑒于排水泵異常故障在夏季高溫季節(jié)集中發(fā)生，而現(xiàn)場(chǎng)檢查報(bào)出故障的空調(diào)機(jī)組排水泵濾網(wǎng)未出現(xiàn)嚴(yán)重臟堵的情況。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)原排水泵濾網(wǎng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在缺陷，為此進(jìn)行系統(tǒng)分析研究，提出優(yōu)化排水泵濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，開(kāi)展源頭質(zhì)量整治，消除空調(diào)裝置排水泵異常故障，確保夏季動(dòng)車(chē)組空調(diào)設(shè)備的正常工作。

1 排水泵裝置結(jié)構(gòu)及原理

1.1 結(jié)構(gòu)介紹CRH2A/380A 統(tǒng)型動(dòng)車(chē)組每臺(tái)空調(diào)機(jī)組（生產(chǎn)廠商為石家莊國(guó)祥，以下同）裝有1 臺(tái)排水泵，型號(hào)：CJV-0942。排水泵通過(guò)安裝支架固定在機(jī)組箱體內(nèi)，排水泵吸水口距接水盤(pán)底面10 mm，排水泵吸水口距濾網(wǎng)底部3.5 mm。機(jī)組檢查口和接水盤(pán)一體設(shè)計(jì)，便于排水泵清洗［1］。接水盤(pán)采用滑軌式防脫結(jié)構(gòu)，為保證接水盤(pán)拆卸時(shí)滑動(dòng)順利，排水泵濾網(wǎng)采用2 顆M 4 螺釘安裝在排水泵支架上。接水盤(pán)上方設(shè)2 個(gè)浮子開(kāi)關(guān)（直徑30 mm），型號(hào)：RF-1396A1，作用是檢測(cè)空調(diào)冷凝水水位，浮子開(kāi)關(guān)動(dòng)作高度距接水盤(pán)底部38 mm，如圖1［2］。

圖1 排水泵及接水盤(pán)安裝結(jié)構(gòu)

1.2 工作原理空調(diào)機(jī)組蒸發(fā)區(qū)通過(guò)風(fēng)道與客室相通，考慮車(chē)廂內(nèi)外氣壓平衡問(wèn)題，空調(diào)機(jī)組蒸發(fā)區(qū)需有良好的氣密性，蒸發(fā)器在蒸發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝水匯集在接水盤(pán)中，通過(guò)排水泵排到空調(diào)機(jī)組外?？照{(diào)機(jī)組在制冷工況時(shí)排水泵就同步工作（空調(diào)機(jī)組蒸發(fā)器產(chǎn)生最大冷凝水量為0.4 L/min，排水泵額定排水量為0.6 L/min 以上，滿足空調(diào)冷凝水排放要求）。如果排水泵發(fā)生異常不能正常排水，當(dāng)接水盤(pán)內(nèi)冷凝水水位深度達(dá)到38 mm 及以上時(shí)，接水盤(pán)上方的2個(gè)浮子開(kāi)關(guān)同時(shí)動(dòng)作，1 min后在空調(diào)機(jī)組顯示設(shè)定器報(bào)出“排水泵異?！惫收希照{(diào)機(jī)組還能繼續(xù)工作，但此時(shí)排水泵排水量減少，當(dāng)浮子開(kāi)關(guān)持續(xù)保持此狀態(tài)30 min 仍不恢復(fù)，空調(diào)機(jī)組控制邏輯則判斷排水泵不工作導(dǎo)致冷凝水無(wú)法排出，判定為排水泵故障，空調(diào)機(jī)組自動(dòng)停機(jī)。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

2015 年7 月20 日，選取經(jīng)常報(bào)出故障的1 組車(chē)CRH2A-2346 與未報(bào)出故障的1 組車(chē)CRH2A-2287做對(duì)比調(diào)查分析，從排水泵濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來(lái)測(cè)量分析。測(cè)量ZE 234602 車(chē)2 位蒸發(fā)器與ZE228700 車(chē)2位蒸發(fā)器排水泵濾網(wǎng)安裝尺寸，如表1所示。

表1 排水泵安裝各部尺寸 單位：㎜

通過(guò)調(diào)查，不同車(chē)組排水泵濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)是一致的，從設(shè)計(jì)及制造的角度來(lái)說(shuō)無(wú)差異，只是報(bào)出故障的車(chē)組濾網(wǎng)底面與排水口距離比未報(bào)出故障的車(chē)組長(zhǎng)。其次從車(chē)組擔(dān)當(dāng)?shù)倪\(yùn)行交路及運(yùn)行環(huán)境看，南寧局集團(tuán)公司配屬的動(dòng)車(chē)組在京滬高鐵、京廣高鐵、滬昆高鐵、南昆客專(zhuān)、貴廣線、南廣線及局管內(nèi)各高鐵線路上運(yùn)行，未安排擔(dān)當(dāng)特定的某條線路，交路擔(dān)當(dāng)均衡。

再調(diào)查運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)及運(yùn)行里程，南寧局集團(tuán)公司配屬統(tǒng)型動(dòng)車(chē)組擔(dān)當(dāng)交路單日運(yùn)行大多時(shí)長(zhǎng)在15～17 h，每個(gè)月綜合運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)基本均衡。夏季5～10月期間，結(jié)合動(dòng)車(chē)組運(yùn)用修每4～6天對(duì)排水泵濾網(wǎng)及接水盤(pán)進(jìn)行清洗（根據(jù)環(huán)境溫度及實(shí)際運(yùn)用情況適當(dāng)調(diào)整）。每個(gè)月運(yùn)行里程據(jù)統(tǒng)計(jì)在4.5 萬(wàn)km～4.8萬(wàn)km左右，相差不大。

主機(jī)廠給出增加清洗排水泵濾網(wǎng)頻次來(lái)解決故障的方案。按南寧動(dòng)車(chē)所夏季每天平均有16 組車(chē)需拆卸排水泵濾網(wǎng)，每組動(dòng)車(chē)組有16 臺(tái)空調(diào)機(jī)組，需拆卸2 560顆螺釘，工作量大，勞動(dòng)強(qiáng)度高。排水泵濾網(wǎng)拆洗頻繁，配件脫落的安全風(fēng)險(xiǎn)也隨之增大。這種方法沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題。同時(shí)在夏季夜班一級(jí)修作業(yè)時(shí)每4～6天拆洗1次濾網(wǎng)，拆卸、清洗、安裝作業(yè)完畢后才能進(jìn)行一級(jí)修，延長(zhǎng)了一級(jí)修作業(yè)時(shí)間，檢修臺(tái)位利用率大大降低，影響動(dòng)車(chē)所檢修能力。

3 原因分析

3.1 濾網(wǎng)臟堵分析經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，出現(xiàn)故障的排水泵濾網(wǎng)內(nèi)、外部均有淤泥污物，內(nèi)部淤泥污物厚度大約在2～3 mm 左右，部分排水泵口濾網(wǎng)外部淤泥污物聚集較多。分析發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)容易積淤泥污物的原因是運(yùn)行過(guò)程中高鐵線路上的揚(yáng)塵進(jìn)入空調(diào)機(jī)組蒸發(fā)區(qū)內(nèi)與冷凝水混合形成淤泥污物。車(chē)廂內(nèi)有灰塵及絮狀臟物，從客室座椅下的空調(diào)回風(fēng)口風(fēng)道吸入空調(diào)機(jī)組內(nèi)，再經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器濾網(wǎng)附著在濾棉表面，車(chē)組在運(yùn)行中由于震動(dòng)會(huì)有部分臟物掉落在排水盤(pán)內(nèi)。如果淤泥污物不能及時(shí)隨著冷凝水排到空調(diào)機(jī)組外，堆積越多，越易堵住濾網(wǎng)，甚至?xí)氯潘每冢鐖D2、圖3所示。

圖2 排水泵濾網(wǎng)外部

圖3 排水泵濾網(wǎng)內(nèi)部

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析和試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)冷凝水無(wú)法正常排出的主要原因是排水泵的排水口與底板之間的間隙過(guò)小，淤泥污物易堵在排水口管口，造成排水不暢，導(dǎo)致報(bào)出故障；排水泵濾網(wǎng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度偏低，隨著排水泵口部濾網(wǎng)外側(cè)淤泥污物逐漸堆積，吸水阻力變大，在排水泵口部形成負(fù)壓腔，由于負(fù)壓致使濾網(wǎng)上凹變形貼近排水泵口，使排水泵吸水量減小，少量的淤泥污物都無(wú)法通過(guò)排水泵排出去，使得淤泥污物堆積越來(lái)越多，最終導(dǎo)致排水泵無(wú)法吸水。

3.3安裝方式不合理每次清洗排水泵濾網(wǎng)時(shí)，需要拆卸濾網(wǎng)安裝螺釘，由于空間狹小，M 4的螺釘在拆卸時(shí)容易掉落甚至造成排水泵膠管斷裂。急需對(duì)濾網(wǎng)的安裝結(jié)構(gòu)加以改進(jìn)。

3.4 結(jié)論當(dāng)排水泵濾網(wǎng)內(nèi)淤泥污物積多后，冷凝水進(jìn)入濾網(wǎng)的量減少，但排水泵可以吸入其吸水口部濾網(wǎng)內(nèi)的淤泥物，因此水僅從排水泵口部濾網(wǎng)處被吸入；一段時(shí)間后會(huì)造成排水泵口部濾網(wǎng)外側(cè)淤泥污物堆積，吸水阻力變大，在排水泵口部形成負(fù)壓腔，致使泵口濾網(wǎng)向排水泵口處上凹接近排水泵口，此時(shí)如果泵口濾網(wǎng)外側(cè)淤泥污物仍不斷堆積，排水泵吸水量將大大減小，無(wú)法達(dá)到排水量要求從而導(dǎo)致報(bào)出排水泵異常故障。

4 解決措施

4.1 提高排水泵濾網(wǎng)強(qiáng)度原排水泵濾網(wǎng)的規(guī)格為16×16 目，絲徑為0.45 mm。拆卸下排水泵濾網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)底部有凹陷現(xiàn)象，濾網(wǎng)強(qiáng)度明顯不足。為了提高排水泵濾網(wǎng)底部的強(qiáng)度，降低排水泵將排水泵濾網(wǎng)吸附的可能性，在排水泵口處的濾網(wǎng)外側(cè)增加一個(gè)擋板，使排水泵不直接從口部濾網(wǎng)處吸水，讓水從濾網(wǎng)四周滲入，使排水泵與濾網(wǎng)之間有足夠的吸水空間，避免濾網(wǎng)被吸附在排水泵管口造成臟堵。排水泵口擋板采用0.8 mm 厚鋼板，材質(zhì)與原濾網(wǎng)盒體一致，既保證了濾網(wǎng)底部的剛度，同時(shí)也不會(huì)對(duì)接水盤(pán)拆裝過(guò)程產(chǎn)生阻礙影響，滿足日常維護(hù)操作要求。

4.2 增大排水泵濾網(wǎng)孔徑及絲徑將排水泵濾網(wǎng)由原來(lái)的16×16目（絲徑：0.45 mm，孔徑：1.1 mm）改為10×10 目（絲徑：0.6 mm，孔徑1.9 mm），增大了濾網(wǎng)的孔徑，減小堵塞的可能性；同時(shí)增大了濾網(wǎng)的絲徑，并在排水泵進(jìn)口處的濾網(wǎng)內(nèi)側(cè)增加擋板及圓鋼支撐，增強(qiáng)了濾網(wǎng)的強(qiáng)度，且圓鋼可支撐排水泵進(jìn)水口，保證排水泵進(jìn)水口與濾網(wǎng)底部之間的間隙，使排水泵不直接接觸濾網(wǎng)底部，避免由于負(fù)壓使濾網(wǎng)上凹變形從而導(dǎo)致局部臟堵造成排水泵故障，使冷凝水能從濾網(wǎng)四周均勻滲入，見(jiàn)圖4。優(yōu)化設(shè)計(jì)的排水泵濾網(wǎng)只增大了孔徑及絲徑，沒(méi)有改變?yōu)V網(wǎng)外形尺寸，且排水泵濾網(wǎng)擋板焊接至濾網(wǎng)內(nèi)部，該方案不影響接水盤(pán)的拆裝，也不改變空調(diào)裝置的整體功能和檢修要求。

圖4 優(yōu)化設(shè)計(jì)后濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)

4.3 改進(jìn)排水泵濾網(wǎng)安裝方式將濾網(wǎng)的安裝方式由螺釘安裝改為快開(kāi)鎖緊固，利用原濾網(wǎng)安裝孔固定2個(gè)快開(kāi)鎖支座，并增加限位結(jié)構(gòu)，防止快開(kāi)鎖支座轉(zhuǎn)動(dòng)。用不銹鋼鉚釘將搭扣鉚接在快開(kāi)鎖支座上，圓形一字頭螺柱安裝在濾網(wǎng)上，利用固定擋圈防止螺栓在拆裝時(shí)脫落。拆裝濾網(wǎng)時(shí)，只需將圓形一字頭螺柱逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)1/4圈，就可以拆卸濾網(wǎng)，安裝時(shí)反向操作。

2015年9月在南寧局集團(tuán)公司選取5列統(tǒng)型車(chē)按照排水泵濾網(wǎng)優(yōu)化方案改進(jìn)的濾網(wǎng)進(jìn)行裝車(chē)考核，驗(yàn)證考核周期為30天。當(dāng)年10月在武漢局選取非統(tǒng)型動(dòng)車(chē)組進(jìn)行裝車(chē)驗(yàn)證。通過(guò)1個(gè)月的運(yùn)用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，未發(fā)生報(bào)出排水泵異常故障，運(yùn)用考核情況良好。

通過(guò)上述方案驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的排水泵濾網(wǎng)，安裝使用后未再出現(xiàn)由于濾網(wǎng)臟堵報(bào)出排水泵異常的故障，解決了頻報(bào)故障影響空調(diào)裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)的問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)

2016 年2 月，配屬南寧局集團(tuán)公司動(dòng)車(chē)組全部結(jié)合二級(jí)修更換優(yōu)化后的排水泵濾網(wǎng)，從3 月份到12月份，未再發(fā)生排水泵異常故障。實(shí)踐證明對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，能有效解決空調(diào)裝置頻繁報(bào)出排水泵異常故障的問(wèn)題，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了檢修效率。從2016年3月起在全路四方股份技術(shù)平臺(tái)的既有動(dòng)車(chē)組上推廣改造，同時(shí)自2016 年3月起對(duì)新造動(dòng)車(chē)組的排水泵濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)也按此方案實(shí)施。2017年1月至12月，進(jìn)一步跟蹤動(dòng)車(chē)組空調(diào)裝置故障情況，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，未見(jiàn)由于濾網(wǎng)臟堵造成排水泵異常故障，證明優(yōu)化設(shè)計(jì)后的排水泵濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理、效果明顯。經(jīng)過(guò)此次優(yōu)化設(shè)計(jì)及改造工作，也積累了動(dòng)車(chē)組檢修運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，為確保動(dòng)車(chē)組安全運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。