HXD2B型電力機(jī)車(chē)空壓機(jī)缺油故障分析及對(duì)策

包文韜 上海鐵路局南京東機(jī)務(wù)段

HXD2B型電力機(jī)車(chē)空壓機(jī)缺油故障分析及對(duì)策

包文韜 上海鐵路局南京東機(jī)務(wù)段

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

空壓機(jī)；缺油；油細(xì)分離器

1 引言

隨著我國(guó)鐵路事業(yè)的大發(fā)展，借助于技術(shù)引進(jìn)的機(jī)遇，各機(jī)車(chē)廠設(shè)計(jì)出具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的交流傳動(dòng)電力機(jī)車(chē)。HXD2B型電力機(jī)車(chē)就是針對(duì)鐵路重載運(yùn)輸而設(shè)計(jì)，其制動(dòng)系統(tǒng)是在SAB WABCO微機(jī)控制電空制動(dòng)基礎(chǔ)上為滿足中國(guó)鐵路要求開(kāi)發(fā)出來(lái)，符合UIC標(biāo)準(zhǔn)的新一代機(jī)車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)。為機(jī)車(chē)車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)提供壓縮空氣的是TSA-2.4A型螺桿空氣壓縮機(jī)，這種結(jié)構(gòu)使運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和輸氣時(shí)的脈動(dòng)減少到最低限度，從而達(dá)到把聯(lián)軸器和軸承動(dòng)態(tài)負(fù)荷、傳動(dòng)損耗、相對(duì)低的工作噪音水平降低。近年來(lái)在HXD2B機(jī)車(chē)日常檢修維護(hù)過(guò)程中，多次發(fā)現(xiàn)空壓機(jī)缺油的故障，僅2015年就發(fā)生了12件因空壓機(jī)缺油的故障，如不引起重視，勢(shì)必嚴(yán)重影響機(jī)車(chē)正常使用。

2 空壓機(jī)缺油的故障原因分析。

在機(jī)務(wù)段日常檢修過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)空壓機(jī)缺油故障直觀現(xiàn)象是空壓機(jī)短時(shí)間內(nèi)多次頻繁補(bǔ)加潤(rùn)滑油，并且在空壓機(jī)車(chē)下排污口處有大量潤(rùn)滑油，以上的現(xiàn)象說(shuō)明是空壓機(jī)內(nèi)部過(guò)濾系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致油氣不能分離滑油，引起潤(rùn)滑油的意外流失。

空壓機(jī)內(nèi)部的潤(rùn)滑油的主要作用是用來(lái)潤(rùn)滑機(jī)器、將轉(zhuǎn)子葉片在他們的端部隔開(kāi)，并將壓縮作用所產(chǎn)生的熱量帶走。潤(rùn)滑油路系統(tǒng)是利用壓差原理進(jìn)行循環(huán)（無(wú)油泵）。當(dāng)空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)，在油氣筒內(nèi)建立起來(lái)壓力,推動(dòng)油通過(guò)油過(guò)濾器（15）,然后將油傳送到螺桿組的軸承、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及注油點(diǎn)處。由空氣壓縮機(jī)所傳輸?shù)目諝?油混合物流過(guò)輸出口并打在油氣筒中的隔板(10.1)上，這個(gè)過(guò)程提供了油的粗濾作用。完成了這一步后，空氣再由油細(xì)分離器(9)處理作為細(xì)濾。在這一階段所除去的油被收集在油細(xì)分離器的底部，經(jīng)過(guò)空氣壓縮機(jī)油氣筒中壓力產(chǎn)生的力的作用，油通過(guò)回油管返回到空氣壓縮機(jī)螺桿組，具體見(jiàn)圖1。

圖1 TSA-2.4A螺桿空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)工作流程圖

通過(guò)以上的油路分析可以看出空壓機(jī)內(nèi)部潤(rùn)滑油如不能正常循環(huán)，那必然導(dǎo)致潤(rùn)滑油與空氣混合一起隨空氣排出。兩個(gè)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(xì)分離器是否失效。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題結(jié)合HXD2B機(jī)車(chē)C4修機(jī)車(chē)空壓機(jī)分解，現(xiàn)場(chǎng)分解兩臺(tái)空壓機(jī)其中一臺(tái)編號(hào)為H140052空壓機(jī)回油管被密封膠顆粒堵塞，導(dǎo)致了空壓機(jī)螺桿之間沒(méi)有潤(rùn)滑最終螺桿燒損；另一臺(tái)空壓機(jī)編號(hào)H140070分解檢查空壓機(jī)內(nèi)部正常，但是在裝配后實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)空壓機(jī)排氣口有大量油氣排出，更換油細(xì)分離器后再次實(shí)驗(yàn)良好。為了掌握現(xiàn)場(chǎng)情況廠家到段運(yùn)用機(jī)車(chē)上檢查一臺(tái)空壓機(jī)經(jīng)常補(bǔ)油機(jī)車(chē)HXD2B-0086空壓機(jī)編號(hào)011G324，檢查發(fā)現(xiàn)有大量油污從出氣口噴出，更換油細(xì)分離器后空壓機(jī)噴油故障消除。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)拆解的情況看雖然油細(xì)分離器外觀沒(méi)有任何損壞的現(xiàn)象，但是大部分缺油的機(jī)車(chē)在更換油細(xì)分離器后，就沒(méi)有出現(xiàn)空壓機(jī)出口噴油現(xiàn)象，這說(shuō)明是油細(xì)分離器出現(xiàn)問(wèn)題后，導(dǎo)致了滑油非正常泄露。

油細(xì)分離器是用多層細(xì)密玻璃纖維制成，壓縮空氣中所含霧狀油氣經(jīng)過(guò)油細(xì)分離器幾乎可被完全濾去，其底部凹裝結(jié)構(gòu)是潤(rùn)滑油積聚的地方，壓力油通過(guò)插在凹狀結(jié)構(gòu)底部的回油管回到螺桿。該款油細(xì)分離器產(chǎn)品是為應(yīng)對(duì)HXD2B機(jī)車(chē)內(nèi)環(huán)境溫度較高（夏季60℃-70℃）而開(kāi)發(fā)的耐高溫的油氣分離產(chǎn)品，其自2011年開(kāi)發(fā)完成應(yīng)用至今已有4年的運(yùn)用時(shí)間，其有效的降低了壓縮空氣的含油量，滿足了空壓機(jī)壓縮空氣設(shè)計(jì)質(zhì)量要求（即壓縮空氣含油量≤5 mg/m3，未開(kāi)發(fā)此款油氣分離器時(shí)，空壓機(jī)受機(jī)車(chē)內(nèi)高溫環(huán)境影響，其空氣質(zhì)量無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)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(wàn)km）失效比例較高（2.1/100左右）說(shuō)明此款產(chǎn)品在HX2B機(jī)車(chē)一個(gè)中修期內(nèi)可能會(huì)導(dǎo)致空壓機(jī)出現(xiàn)噴油故障發(fā)生（見(jiàn)圖2）。

圖2 油細(xì)分離器

3 針對(duì)空壓機(jī)噴油采取對(duì)策

為了解決空壓機(jī)噴油的問(wèn)題，根據(jù)廠家提供相關(guān)資料制定措施來(lái)減少類(lèi)似噴油故障發(fā)生。

（1）空壓機(jī)潤(rùn)滑油的觀察和加注要嚴(yán)格按步驟進(jìn)行：螺桿空氣壓縮機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)5 min以上，使油溫上升，后停機(jī)5 min后從視油鏡檢查油位。潤(rùn)滑油在視油鏡上下限位之間為不缺油狀態(tài)；低于下限時(shí)，需補(bǔ)油至視油鏡上限（新品到段空壓機(jī)不需進(jìn)行補(bǔ)油）。

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

（3）定期對(duì)空壓機(jī)壓縮空氣質(zhì)量進(jìn)行測(cè)試（從冷卻器后測(cè)點(diǎn)接頭處采樣），尤其是已確認(rèn)異常耗油的空壓機(jī)更為必要。

（4）空壓機(jī)壓縮空氣質(zhì)量的簡(jiǎn)易檢測(cè)方法（打紙法）和標(biāo)準(zhǔn)：用A4復(fù)印紙進(jìn)行3次對(duì)折后作為采集板，從測(cè)點(diǎn)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(rùn)滑油存留，說(shuō)明該空壓機(jī)壓縮空氣含油量超標(biāo)，必須進(jìn)行處理。

（5）壓縮空氣含油量超標(biāo)后，需確認(rèn)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(rèn)方法是：用風(fēng)缸壓縮空氣對(duì)回油管路進(jìn)行吹掃，如通暢證明管路沒(méi)有堵塞，是油氣分離器不良；反之管路不通則說(shuō)明是管路堵塞。不管是哪種原因造成，必須進(jìn)行處理。

（6）要求空壓機(jī)廠家督導(dǎo)整改油細(xì)生產(chǎn)過(guò)程，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用周期，停止供應(yīng)前期生產(chǎn)的舊型號(hào)油細(xì)分離器。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)整改至2016年7月空壓機(jī)噴油故障現(xiàn)象消除，再?zèng)]有發(fā)生類(lèi)似問(wèn)題機(jī)車(chē)空壓機(jī)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(wèn)題積累了經(jīng)驗(yàn)。

[1]張偉，聶石茹，馮偉.TSA-2.4A系列空壓機(jī)使用說(shuō)明書(shū)第［Z］,2014,2:9-19.

[2]劉建民，陳建軍.螺桿式空壓機(jī)運(yùn)行及維修技術(shù)問(wèn)答［M］.電力出版社，2011.

[3]中國(guó)北車(chē)集團(tuán)大同電力機(jī)車(chē)有限責(zé)任公司.HXD2B型大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車(chē)檢修手冊(cè)（下冊(cè)）［Z］，2011,4.

[4]中國(guó)北車(chē)集團(tuán)大同電力機(jī)車(chē)有限責(zé)任公司.HXD2B型大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車(chē)使用保養(yǎng)手冊(cè)［Z］，2011,4.

責(zé)任編輯：宋 飛

來(lái)稿時(shí)間：2016-11-10