包文韜 上海鐵路局南京東機務段

HXD2B型電力機車空壓機缺油故障分析及對策

包文韜 上海鐵路局南京東機務段

油細分離器是用多層細密玻璃纖維制成，壓縮空氣中所含霧狀油氣經(jīng)過油細分離器幾乎可被完全濾去，其底部凹裝結構是潤滑油積聚的地方，壓力油通過插在凹狀結構底部的回油管回到螺桿。

空壓機；缺油；油細分離器

1 引言

隨著我國鐵路事業(yè)的大發(fā)展，借助于技術引進的機遇，各機車廠設計出具有中國自主知識產(chǎn)權的交流傳動電力機車。HXD2B型電力機車就是針對鐵路重載運輸而設計，其制動系統(tǒng)是在SAB WABCO微機控制電空制動基礎上為滿足中國鐵路要求開發(fā)出來，符合UIC標準的新一代機車制動系統(tǒng)。為機車車輛制動系統(tǒng)提供壓縮空氣的是TSA-2.4A型螺桿空氣壓縮機，這種結構使運轉時的振動和輸氣時的脈動減少到最低限度，從而達到把聯(lián)軸器和軸承動態(tài)負荷、傳動損耗、相對低的工作噪音水平降低。近年來在HXD2B機車日常檢修維護過程中，多次發(fā)現(xiàn)空壓機缺油的故障，僅2015年就發(fā)生了12件因空壓機缺油的故障，如不引起重視，勢必嚴重影響機車正常使用。

2 空壓機缺油的故障原因分析。

在機務段日常檢修過程中，發(fā)現(xiàn)空壓機缺油故障直觀現(xiàn)象是空壓機短時間內(nèi)多次頻繁補加潤滑油，并且在空壓機車下排污口處有大量潤滑油，以上的現(xiàn)象說明是空壓機內(nèi)部過濾系統(tǒng)出現(xiàn)問題，導致油氣不能分離滑油，引起潤滑油的意外流失。

空壓機內(nèi)部的潤滑油的主要作用是用來潤滑機器、將轉子葉片在他們的端部隔開，并將壓縮作用所產(chǎn)生的熱量帶走。潤滑油路系統(tǒng)是利用壓差原理進行循環(huán)（無油泵）。當空壓機運行時，在油氣筒內(nèi)建立起來壓力,推動油通過油過濾器（15）,然后將油傳送到螺桿組的軸承、傳動機構以及注油點處。由空氣壓縮機所傳輸?shù)目諝?油混合物流過輸出口并打在油氣筒中的隔板(10.1)上，這個過程提供了油的粗濾作用。完成了這一步后，空氣再由油細分離器(9)處理作為細濾。在這一階段所除去的油被收集在油細分離器的底部，經(jīng)過空氣壓縮機油氣筒中壓力產(chǎn)生的力的作用，油通過回油管返回到空氣壓縮機螺桿組，具體見圖1。

圖1 TSA-2.4A螺桿空氣壓縮機系統(tǒng)工作流程圖

通過以上的油路分析可以看出空壓機內(nèi)部潤滑油如不能正常循環(huán)，那必然導致潤滑油與空氣混合一起隨空氣排出。兩個因素影響油路循環(huán)，一種是回油管是否堵塞，另一種是油細分離器是否失效。針對這個問題結合HXD2B機車C4修機車空壓機分解，現(xiàn)場分解兩臺空壓機其中一臺編號為H140052空壓機回油管被密封膠顆粒堵塞，導致了空壓機螺桿之間沒有潤滑最終螺桿燒損；另一臺空壓機編號H140070分解檢查空壓機內(nèi)部正常，但是在裝配后實驗發(fā)現(xiàn)空壓機排氣口有大量油氣排出，更換油細分離器后再次實驗良好。為了掌握現(xiàn)場情況廠家到段運用機車上檢查一臺空壓機經(jīng)常補油機車HXD2B-0086空壓機編號011G324，檢查發(fā)現(xiàn)有大量油污從出氣口噴出，更換油細分離器后空壓機噴油故障消除。根據(jù)現(xiàn)場拆解的情況看雖然油細分離器外觀沒有任何損壞的現(xiàn)象，但是大部分缺油的機車在更換油細分離器后，就沒有出現(xiàn)空壓機出口噴油現(xiàn)象，這說明是油細分離器出現(xiàn)問題后，導致了滑油非正常泄露。

油細分離器是用多層細密玻璃纖維制成，壓縮空氣中所含霧狀油氣經(jīng)過油細分離器幾乎可被完全濾去，其底部凹裝結構是潤滑油積聚的地方，壓力油通過插在凹狀結構底部的回油管回到螺桿。該款油細分離器產(chǎn)品是為應對HXD2B機車內(nèi)環(huán)境溫度較高（夏季60℃-70℃）而開發(fā)的耐高溫的油氣分離產(chǎn)品，其自2011年開發(fā)完成應用至今已有4年的運用時間，其有效的降低了壓縮空氣的含油量，滿足了空壓機壓縮空氣設計質量要求（即壓縮空氣含油量≤5 mg/m3，未開發(fā)此款油氣分離器時，空壓機受機車內(nèi)高溫環(huán)境影響，其空氣質量無法達到設計要求）。但從廠家反饋資料顯示該款油氣分離器也存在不足，即在壽命周期內(nèi)（2年或30萬km）失效比例較高（2.1/100左右）說明此款產(chǎn)品在HX2B機車一個中修期內(nèi)可能會導致空壓機出現(xiàn)噴油故障發(fā)生（見圖2）。

圖2 油細分離器

3 針對空壓機噴油采取對策

為了解決空壓機噴油的問題，根據(jù)廠家提供相關資料制定措施來減少類似噴油故障發(fā)生。

（1）空壓機潤滑油的觀察和加注要嚴格按步驟進行：螺桿空氣壓縮機連續(xù)運轉5 min以上，使油溫上升，后停機5 min后從視油鏡檢查油位。潤滑油在視油鏡上下限位之間為不缺油狀態(tài)；低于下限時，需補油至視油鏡上限（新品到段空壓機不需進行補油）。

（2）制定空壓機加油記錄卡（至少包括：加油日期、加油量、潤滑油型號等）并懸掛于空壓機加油口處，每次加油完成后填寫加油卡，以便于后續(xù)追溯。

（3）定期對空壓機壓縮空氣質量進行測試（從冷卻器后測點接頭處采樣），尤其是已確認異常耗油的空壓機更為必要。

（4）空壓機壓縮空氣質量的簡易檢測方法（打紙法）和標準：用A4復印紙進行3次對折后作為采集板，從測點接頭處采集的壓縮空氣距離采集板2 cm左右采集30 s即刻。如發(fā)現(xiàn)采集板有液態(tài)潤滑油存留，說明該空壓機壓縮空氣含油量超標，必須進行處理。

（5）壓縮空氣含油量超標后，需確認是油氣分離器回油管路堵塞還是油氣分離器不良造成。確認方法是：用風缸壓縮空氣對回油管路進行吹掃，如通暢證明管路沒有堵塞，是油氣分離器不良；反之管路不通則說明是管路堵塞。不管是哪種原因造成，必須進行處理。

（6）要求空壓機廠家督導整改油細生產(chǎn)過程，延長產(chǎn)品的使用周期，停止供應前期生產(chǎn)的舊型號油細分離器。

4 結束語

經(jīng)過整改至2016年7月空壓機噴油故障現(xiàn)象消除，再沒有發(fā)生類似問題機車空壓機工作情況良好，前期采取的措施被證明正確、有效，也為以后處理相似問題積累了經(jīng)驗。

[1]張偉，聶石茹，馮偉.TSA-2.4A系列空壓機使用說明書第［Z］,2014,2:9-19.

[2]劉建民，陳建軍.螺桿式空壓機運行及維修技術問答［M］.電力出版社，2011.

[3]中國北車集團大同電力機車有限責任公司.HXD2B型大功率交流傳動電力機車檢修手冊（下冊）［Z］，2011,4.

[4]中國北車集團大同電力機車有限責任公司.HXD2B型大功率交流傳動電力機車使用保養(yǎng)手冊［Z］，2011,4.

責任編輯：宋 飛

來稿時間：2016-11-10