趙 地，陳 培

(鄭州地鐵集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450000)

鄭州地鐵1、2號(hào)線空調(diào)機(jī)組架修后風(fēng)閥執(zhí)行器出現(xiàn)機(jī)械卡滯、無(wú)反饋信號(hào)及線路接觸不良等故障，對(duì)正線運(yùn)營(yíng)服務(wù)質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。通過(guò)對(duì)故障原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，制定相應(yīng)解決措施。

1 空調(diào)機(jī)組基本結(jié)構(gòu)及工作原理

空調(diào)系統(tǒng)的作用是保證列車(chē)客室和司機(jī)室有一個(gè)舒適的溫濕度狀態(tài)，具有通風(fēng)、緊急通風(fēng)、預(yù)冷、制冷、預(yù)熱、制熱、故障模式等功能[1]，主要由空調(diào)機(jī)組、排氣系統(tǒng)與空調(diào)調(diào)控系統(tǒng)構(gòu)成?？照{(diào)機(jī)組通常安裝在列車(chē)頂部，主要包括壓縮機(jī)、冷凝風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、溫度傳感器、風(fēng)門(mén)等。排氣系統(tǒng)安裝在兩臺(tái)機(jī)組中間部位，每個(gè)機(jī)組配套兩個(gè)獨(dú)立的制冷系統(tǒng)。同時(shí)，控制系統(tǒng)安裝在車(chē)下或車(chē)內(nèi)，根據(jù)車(chē)廂及車(chē)外的溫度等情況通過(guò)控制各風(fēng)機(jī)的啟停、各風(fēng)門(mén)開(kāi)度大小實(shí)現(xiàn)對(duì)制冷量的調(diào)控[2]。

鄭州地鐵1、2號(hào)線空調(diào)均采用環(huán)保型R407C制冷劑(由R32/R125/R134a組成的混合制冷劑，對(duì)臭氧層沒(méi)有破壞作用[3])，分別以毛細(xì)管、電子膨脹閥為節(jié)流元件，空調(diào)機(jī)組配用獨(dú)立的電氣控制柜，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制和集中控制。

2 風(fēng)門(mén)與風(fēng)閥執(zhí)行器

電動(dòng)新、回風(fēng)風(fēng)門(mén)由鋁合金制成，空調(diào)控制器根據(jù)空調(diào)模式、外界溫度和回風(fēng)溫度進(jìn)行邏輯判斷后，將信號(hào)發(fā)送到閥門(mén)，調(diào)節(jié)新、回風(fēng)閥到特定位置。閥門(mén)對(duì)新、回入口孔徑的開(kāi)度(角度)將決定風(fēng)門(mén)的通風(fēng)量，控制檔位分為全閉、1/3、2/3和全開(kāi)四檔?？照{(diào)機(jī)組初次上電會(huì)對(duì)風(fēng)門(mén)進(jìn)行自檢，新、回風(fēng)門(mén)自動(dòng)開(kāi)閉一次。

風(fēng)門(mén)由風(fēng)閥執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)，執(zhí)行器接收空調(diào)控制器發(fā)出的指令后通過(guò)機(jī)械連接驅(qū)動(dòng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)，控制新、回風(fēng)門(mén)開(kāi)啟的角度，進(jìn)而控制空調(diào)機(jī)組的新、回風(fēng)量，同時(shí)在規(guī)定的動(dòng)作時(shí)間內(nèi)(30 s)向控制器反饋動(dòng)作到位信號(hào)。目前空調(diào)機(jī)組執(zhí)行器采用BELIMO公司產(chǎn)品，外殼及內(nèi)部運(yùn)動(dòng)齒輪主要為塑料材質(zhì)，重量輕、無(wú)須潤(rùn)滑，輸出轉(zhuǎn)動(dòng)力矩為5 N·m。

風(fēng)閥執(zhí)行器供電輸入為DC24 V，共有3個(gè)接線口，其中1個(gè)負(fù)極，2個(gè)正、反轉(zhuǎn)供電輸入，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)門(mén)開(kāi)閉的正、反轉(zhuǎn)控制。內(nèi)部齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致觸點(diǎn)S1與S2、S3的閉合關(guān)系改變，進(jìn)而通過(guò)輸出信號(hào)的通斷來(lái)指示風(fēng)閥是否動(dòng)作到位。

3 故障現(xiàn)象及原因分析

3.1 故障現(xiàn)象

電客車(chē)架修中風(fēng)閥執(zhí)行器的主要維修內(nèi)容為清潔及功能測(cè)試，對(duì)狀態(tài)不良的進(jìn)行換新。結(jié)合架修過(guò)后風(fēng)閥執(zhí)行器故障升高的情況，1號(hào)線選取故障較高的14個(gè)月內(nèi)故障數(shù)據(jù)分析如表1。

表1 1號(hào)線風(fēng)閥執(zhí)行器故障統(tǒng)計(jì)表

2號(hào)線選取故障率較高的2周故障數(shù)據(jù)分析如表2。

表2 2號(hào)線風(fēng)閥執(zhí)行器故障統(tǒng)計(jì)表

3.2 故障原因分析

從1號(hào)線故障原因統(tǒng)計(jì)可知，故障原因主要有機(jī)械卡滯、清洗作業(yè)不規(guī)范、無(wú)反饋信號(hào)和安裝干涉。

風(fēng)閥執(zhí)行器卡滯原因主要有兩點(diǎn)：一是風(fēng)閥執(zhí)行器經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行磨合，執(zhí)行器與風(fēng)門(mén)配合良好，拆解維修后需要重新磨合，磨合前期易出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象，故障多出現(xiàn)在靜調(diào)階段及交車(chē)后3個(gè)月內(nèi)；二是風(fēng)閥執(zhí)行器內(nèi)部電氣部件存在老化現(xiàn)象，導(dǎo)致阻值偏大，0106車(chē)空調(diào)機(jī)組架修維修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題的風(fēng)閥執(zhí)行器(5個(gè))驅(qū)動(dòng)回路1、2觸點(diǎn)間阻值均在182 kΩ(正常值為100 kΩ～140 kΩ)以上，輸入電壓不變情況下阻值變大會(huì)引起輸入電流變小、輸出扭矩變小，易造成卡滯。

清洗作業(yè)不規(guī)范和安裝干涉為維修作業(yè)原因，無(wú)反饋信號(hào)為部件本身原因或線路連接原因。

從2號(hào)線故障原因統(tǒng)計(jì)可知，故障原因主要為插頭接觸不良，呈現(xiàn)短時(shí)間集中爆發(fā)現(xiàn)象，對(duì)部件拆解及作業(yè)流程分析，確認(rèn)為風(fēng)閥執(zhí)行器防護(hù)罩安裝后內(nèi)部執(zhí)行器線束受力引發(fā)接觸不良，屬設(shè)計(jì)缺陷。

4 處理措施

(1)對(duì)拆解后風(fēng)閥執(zhí)行器進(jìn)行阻值測(cè)量并持續(xù)跟蹤，探索建立風(fēng)閥執(zhí)行器阻值與部件故障表現(xiàn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)測(cè)量阻值大于180 kΩ的進(jìn)行多次試驗(yàn)或預(yù)防性更換。

(2)為減少初期磨合期間卡滯現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)風(fēng)門(mén)連桿傳動(dòng)部分進(jìn)行重點(diǎn)檢查并涂抹潤(rùn)滑油，比如噴涂防銹潤(rùn)滑劑(WD-40)。

(3)目前風(fēng)閥執(zhí)行器試驗(yàn)為目視判定部件動(dòng)作功能是否良好，且只測(cè)試2次，方法不夠精確、次數(shù)偏少。改進(jìn)試驗(yàn)設(shè)備，按風(fēng)閥執(zhí)行器實(shí)際安裝時(shí)連接風(fēng)門(mén)負(fù)載的情況進(jìn)行測(cè)試，模擬控制器發(fā)出指令后風(fēng)閥在30 s內(nèi)發(fā)出反饋信號(hào)的真實(shí)工況要求，對(duì)阻值偏大的執(zhí)行器增加測(cè)試次數(shù)。

(4)對(duì)清洗作業(yè)不規(guī)范及安裝干涉的問(wèn)題，加強(qiáng)作業(yè)質(zhì)量控制。

(5)整改風(fēng)閥執(zhí)行器線束出孔位置設(shè)計(jì)缺陷，變更線束出孔位置或取消防護(hù)外殼(風(fēng)閥執(zhí)行器防護(hù)等級(jí)為IP54，滿足實(shí)際運(yùn)行要求)。