龔　慶（天津市地下鐵道運(yùn)營有限公司,天津　300000）

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關(guān)于天津地鐵3號線車輛空壓機(jī)的應(yīng)用及故障分析

龔慶
（天津市地下鐵道運(yùn)營有限公司,天津300000）

摘 要：本文針對天津地鐵3號線車輛所采用阿特拉斯.科普柯GAR10BD型空壓機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并對典型故障進(jìn)行說明，為軌道交通行業(yè)車輛空壓機(jī)的設(shè)備選型提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：地鐵；GAR10BD；空壓機(jī)

0　引言

天津地鐵3號線車輛采用的空壓機(jī)為阿特拉斯.科普柯GAR10BD型螺桿式空氣壓縮機(jī)，裝配在鐵科院制動系統(tǒng)車輛上，為車輛的制動系統(tǒng)及其它氣動元件提供壓縮空氣。本文主要從GAR10BD型螺桿式空壓機(jī)現(xiàn)場應(yīng)用狀態(tài)進(jìn)行分析，并對運(yùn)營中出現(xiàn)的典型故障等進(jìn)行說明，為今后軌道交通行業(yè)車輛空氣壓縮機(jī)的設(shè)備選型提供技術(shù)支持。

1　組成及作用

阿特拉斯.科普柯GAR10BD型螺桿式空壓機(jī)組采用400V±10%、50Hz交流電驅(qū)動，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速1470r/min，可提供0.99m3/ min的供氣量[1]。其主要由GAR10BD螺桿式空壓機(jī)組、膜式干燥器、安全閥組成，而GAR10BD螺桿式空壓機(jī)組同樣是一個(gè)裝配的組件，由冷卻器、油氣筒及油分離器、三級過濾器、螺桿式壓縮機(jī)和三相交流電動機(jī)組成。

天津地鐵3號線車輛為3動3拖6節(jié)編組（Tc-M1-M2-T0-M1-Tc），每列車配備2臺空壓機(jī)組設(shè)備，分別安裝在兩個(gè)Tc車上，為車輛空氣彈簧、制動設(shè)備、解鉤設(shè)備、風(fēng)笛設(shè)備和BHB操作設(shè)備等提供穩(wěn)定可靠的風(fēng)源[2]。

2　工作原理

GAR10BD空壓機(jī)組的壓縮機(jī)頭包含兩個(gè)反向轉(zhuǎn)子（如圖1所示），并由向心止推滾動軸承支撐，吸入的空氣通過進(jìn)氣閥進(jìn)入壓縮機(jī)頭，并與機(jī)頭內(nèi)部油混合，經(jīng)兩個(gè)反向轉(zhuǎn)子的交疊進(jìn)行壓縮循環(huán)，產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)過油分離器、冷卻器、三級過濾器后，進(jìn)入膜式干燥器。

潮濕的壓縮空氣通過入口進(jìn)入中空滲膜管，然后流經(jīng)滲膜管到達(dá)底部。因?yàn)樵跐B膜內(nèi)部和外部水蒸氣分壓不同，因此水分子就從分壓較大的滲膜內(nèi)部向分壓較小的滲膜外部擴(kuò)散，在出口處就獲得了較干燥的壓縮空氣。把這個(gè)干燥的壓縮空氣引出一小部分進(jìn)行膨脹減壓，形成極為干燥的壓縮空氣，把減壓后的極干燥壓縮空氣引入到滲膜之外，通過空氣的膨脹和導(dǎo)向作用將內(nèi)部纖維滲透出來的水蒸氣導(dǎo)入大氣[3]。

3　應(yīng)用現(xiàn)狀及典型故障說明

（1）應(yīng)用現(xiàn)狀。目前，天津地鐵3號線運(yùn)營車輛中共有5列鐵科院制動系統(tǒng)車輛裝配GAR10BD型空壓機(jī)組。其中，故障率較高的為空壓機(jī)組中的膜式干燥器設(shè)備，自2013年運(yùn)營至今共發(fā)生故障36次，均為膜式干燥器漏風(fēng)故障，現(xiàn)已完成初步整改。

（2）典型故障。膜式干燥器漏風(fēng)故障：故障原因分析：參考膜式干燥器工作示意圖（如圖2所示），對干燥器故障進(jìn)行分析說明。

干燥器依靠膜管對水分子的選擇透過性實(shí)現(xiàn)對壓縮空氣的干燥，電磁閥控制反吹風(fēng)吹掃膜管的外表面（反吹空氣帶走膜管外表面的水分子），將飽和濕度壓縮空氣干燥得到干燥清潔的壓縮空氣。

導(dǎo)致膜式干燥器漏風(fēng)問題有以下幾點(diǎn)：（1）高溫。要求的環(huán)境溫度不能超過50℃，超過此溫度將影響膜式干燥器的干燥能力；（2）水。不能有液態(tài)水進(jìn)入膜式干燥器，液態(tài)水會阻礙水分子通過膜式干燥器管壁，使干燥器失效，如流速較大時(shí)，會阻礙并導(dǎo)致膜管破損。故需要保證WSDR水分離器的工作性能狀態(tài)，并定期維護(hù)。夏天濕度較大，如排水不暢，水進(jìn)入到干燥器，就會導(dǎo)致其使用壽命；（3）油。保證進(jìn)入膜式干燥器的壓縮空氣過濾掉大部分油分，需要保證DDR、PDR過濾器，油分離器、油濾及潤滑油的性能狀態(tài)，并定期更換。（4）壓力波動。瞬間壓力不能超過2bar/s，不能有壓力的急劇上升和下降；（5）啟停次數(shù)及頻率過多。膜式干燥器其內(nèi)部膜管在工作時(shí)會承壓膨脹，不工作時(shí)，膜管內(nèi)部泄壓收縮，此壓力循環(huán)過程會影響使用壽命。

解決方案：定期更換WSDR、DDR、PDR三級過濾器濾芯，并增加保壓風(fēng)缸。

定期更換三級過濾器濾芯，最大程度的保證進(jìn)入膜式干燥器中壓縮空氣的質(zhì)量，而在壓縮空氣進(jìn)入膜式干燥器的前端加設(shè)保壓風(fēng)缸，可以解決由于空壓機(jī)運(yùn)行中頻繁啟停，產(chǎn)生高頻的壓力波動，形成壓力循環(huán)的問題。加設(shè)風(fēng)缸后，膜式干燥器和風(fēng)缸形成容積空間，在空壓機(jī)組停機(jī)的時(shí)候，繼續(xù)維持膜式干燥器膜管內(nèi)壓力，在一定程度上延長干燥器使用壽命。

4　結(jié)束語

目前，天津地鐵3號線已完成5列鐵科制動車輛空壓機(jī)增設(shè)保壓風(fēng)缸的整改工作，并對空壓機(jī)進(jìn)行定期保養(yǎng)，更換DDR、PDR、WSDR三級過濾器濾芯，最大程度的保障膜式干燥器前端壓縮空氣的質(zhì)量，對延長膜式干燥器的使用壽命起到一定作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]阿特拉斯.科普柯GAR10BD空壓機(jī)組技術(shù)說明書[S].

[2]天津地鐵3號線鐵科院制動系統(tǒng)車輛維護(hù)手冊[K].

[3]董鵬舉.膜式干燥器的原理與應(yīng)用[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2013(04):66-71.

作者簡介：龔慶（1988-），男，助理工程師，主要從事：地鐵車輛狀態(tài)檢修及故障診斷工作。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.204