地鐵車輛空調(diào)高壓毛細(xì)管泄漏分析與改進(jìn)

寧寶煥

（中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司，江蘇南京 210031）

0 引言

近年來，隨著城市地鐵的開通，地鐵已成為城市市民出行的首要選擇，人們的出行也享受到了地鐵帶來的便利，但是隨著地鐵線路的不斷增加，地鐵車輛的需求量在逐步擴(kuò)大，車輛故障也就越來越多?？照{(diào)作為地鐵車輛主要部件，與乘客的乘車舒適性息息相關(guān)。隨著地鐵技術(shù)的不斷發(fā)展和乘客對乘車舒適性的要求不斷提高，乘客對空調(diào)的投訴越來越多，給各城市地鐵運(yùn)營公司帶來不小壓力，而空調(diào)作為影響其舒適性的主要部件，故障會直接導(dǎo)致乘客不滿，同時(shí)也會影響列車的正常運(yùn)營。分析正線運(yùn)營車輛空調(diào)故障原因，并給出改進(jìn)措施。

1 空調(diào)機(jī)組結(jié)構(gòu)及基本原理

目前地鐵列車空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造及原理大體相同，機(jī)組基本上采用單體式，安裝在地鐵車輛頂部，機(jī)組主要包括壓縮機(jī)，冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器、冷凝風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、干燥過濾器、溫度傳感器、風(fēng)門和保護(hù)元件等。每個機(jī)組有2個獨(dú)立制冷系統(tǒng)，可根據(jù)車內(nèi)負(fù)荷實(shí)現(xiàn)多級調(diào)節(jié)。本項(xiàng)目采用谷輪全封閉臥式渦旋壓縮機(jī)，并配有高、低壓保護(hù)開關(guān)以保護(hù)壓縮機(jī)，制冷劑采用環(huán)保型R407C制冷劑，采用膨脹閥作為節(jié)流元件，并在車內(nèi)配有獨(dú)立電氣控制柜、可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)手動控制，自動控制和集中控制。

2 故障現(xiàn)象及原因分析

2.1 故障現(xiàn)象

項(xiàng)目運(yùn)營至今已發(fā)生多起空調(diào)系統(tǒng)低壓故障，導(dǎo)致各車廂內(nèi)溫度冷熱不均，車輛被迫下線。造成系統(tǒng)低壓故障原因有很多：制冷系統(tǒng)泄漏；溫度傳感器感溫故障；風(fēng)量不足；蒸發(fā)器散熱片堵塞；排氣管段堵塞；低壓開關(guān)失效；電磁閥故障等。根據(jù)運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)分析，制冷劑泄漏故障居多。定位泄漏點(diǎn)可以采用以下方法。

（1）外觀檢漏。制冷系統(tǒng)冷凍油隨制冷劑在內(nèi)部循環(huán)，若某處有泄漏，冷凍油隨之漏出，因此從外觀上可看出油跡。也可用干凈的白紙擦拭檢查。

（2）壓力檢漏。充注干燥氮?dú)膺M(jìn)行檢漏。主要是為了檢驗(yàn)系統(tǒng)管路中存在的較大漏點(diǎn)及虛焊產(chǎn)生的漏點(diǎn)。如果在充壓過程中，制冷系統(tǒng)充注一定壓力后很快降壓，表明制冷系統(tǒng)有泄漏，必須進(jìn)行具體的查找，以確定漏點(diǎn)位置。

（3）肥皂水檢漏。是一種最普通的檢漏方法，將肥皂水用毛筆或泡沫塑料涂于被檢處進(jìn)行觀察，若有氣泡出現(xiàn)即表面該處有泄漏。這種泄漏的前提是空調(diào)機(jī)給內(nèi)有殘留制冷劑。

（4）檢漏儀檢漏。制冷系統(tǒng)內(nèi)部若仍有一定壓力的制冷劑而又有泄漏時(shí)，可用檢漏儀檢漏。鹵素檢漏儀是一種電子式檢漏儀器，適用于空調(diào)器的檢漏。當(dāng)檢測到有制冷劑的泄漏時(shí)，儀器會發(fā)出蜂鳴報(bào)警。使用時(shí)，儀器的探口移動速度≤50 mm/s。被檢部位與探口的間離（3～5）mm。

因空調(diào)位于車廂頂部，出于可操作性考慮，采用準(zhǔn)確度較高的檢漏儀檢漏。經(jīng)檢測，確定故障為壓縮機(jī)高壓開關(guān)處毛細(xì)管出現(xiàn)泄漏，見圖1。

2.2 原因分析

通過故障車輛空調(diào)與正常運(yùn)營空調(diào)機(jī)組內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較分析得出：高壓開關(guān)毛細(xì)管處泄漏主要是由于毛細(xì)管的安裝方式欠妥及工藝性欠缺而致，設(shè)計(jì)前期未存考慮到運(yùn)營中車體振動以及機(jī)組自身內(nèi)部振動的影響。在機(jī)組運(yùn)行過程中，壓縮機(jī)產(chǎn)生振動，帶動銅管振動，而高壓壓力開關(guān)位置固定，經(jīng)過機(jī)組長期運(yùn)行，高壓開關(guān)本身的銅管接頭與開關(guān)本體的連接處產(chǎn)生松動，是產(chǎn)生泄漏的主要原因。圖2中標(biāo)記1處毛細(xì)管直接和高壓開關(guān)相連，未采取減振措施；圖2中標(biāo)記2處毛細(xì)管捆扎過度，無足夠自由度，車輛運(yùn)行中毛細(xì)管振動較大，接口處直接受力，造成疲勞斷裂，制冷劑泄漏。

圖1 泄漏位置

圖2 泄漏分析

3 故障處理及建議

通過原因分析，對線路故障空調(diào)機(jī)組內(nèi)部高壓開關(guān)毛細(xì)管路進(jìn)行改進(jìn)。

（1）打開空調(diào)壓縮機(jī)室蓋板，松開毛細(xì)管固定。

（2）在毛細(xì)管連接固定處與銅管連接處分別扎上減振海綿（圖 3）。

（3）將毛細(xì)管向上迂回合適大小至減振海綿上，保證毛細(xì)管彎曲半徑≥12 mm，然后用扎帶扎緊（圖4）。

（4）松開高壓壓力開關(guān)，將高壓開關(guān)與毛細(xì)管連接固定處采用相同方式扎上減振海綿并扎在一起（圖5）。

（5）在圖6所示空隙位置，將剩下的毛細(xì)管螺旋盤繞，使之與周圍器件的距離＞15 mm，毛細(xì)管之間間距≥5 mm，毛細(xì)管彎曲圓弧應(yīng)盡量大。

在整理過程中注意防護(hù)毛細(xì)管，不能強(qiáng)制性的扳弄，迂回時(shí)注意接口位置不能受力，如遇不易整理的毛細(xì)管必須將壓力開關(guān)電纜線從接線盒拆除，整理合格后再將壓力開關(guān)固定好。

整改后，高壓開關(guān)毛細(xì)管連接處振動減弱，降低泄漏風(fēng)險(xiǎn)，整改前后對比（圖7），整改效果：更改毛細(xì)管纏繞路徑，在相關(guān)部位新增減振海綿，減小外界部件振動帶來的影響，避免毛細(xì)管振動過度系統(tǒng)泄漏，降低空調(diào)故障率，保證地鐵車輛服務(wù)質(zhì)量。對線路上低壓故障空調(diào)機(jī)組按上述更改措施處理后，運(yùn)行情況良好，沒有出現(xiàn)此類故障。同時(shí)在檢修過程中對其他車輛空調(diào)相同部位進(jìn)行檢查，并做好減振防護(hù)，有效預(yù)防機(jī)組泄漏做好。建議空調(diào)機(jī)組設(shè)計(jì)過程中考慮機(jī)組銅管走向，設(shè)計(jì)前期考慮相關(guān)避振措施，避免列車運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障而影響車輛運(yùn)營。

圖3 毛細(xì)管與銅管連接處扎減振海綿

圖4 扎緊毛細(xì)管

圖5 高壓開關(guān)與毛細(xì)管連接處扎減振海綿

圖6 困扎毛細(xì)管

4 結(jié)語

空調(diào)是列車正常運(yùn)行的主要部件之一，實(shí)際運(yùn)用中故障還有機(jī)組不出風(fēng)、出風(fēng)風(fēng)量小、冷凝風(fēng)機(jī)不工作、機(jī)組不制冷或者制冷量不足、振動噪聲大、高壓故障、蒸發(fā)器結(jié)霜以及空調(diào)漏水等。在軌道列車空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮實(shí)際應(yīng)用過程遇到的各種情況，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用過程中的故障，使用更為有效和成熟的方案，避免由于設(shè)計(jì)問題誘發(fā)新的故障。并充分考慮空調(diào)系統(tǒng)對乘客舒適性的要求，保證機(jī)組的可維護(hù)性強(qiáng)，能方便快捷地應(yīng)用到軌道車輛上。同時(shí)，在車輛運(yùn)用過程中，建議各地鐵公司相關(guān)部門通過對各類故障的分析總結(jié)，通過不同類型故障分析，制定相應(yīng)的故障處理方案，同時(shí)按規(guī)程進(jìn)行維護(hù)，做好預(yù)防檢查措施，強(qiáng)化空調(diào)機(jī)組的日常維修保養(yǎng)。另外，在軌道交通車輛空調(diào)設(shè)計(jì)過程中，供應(yīng)商應(yīng)加強(qiáng)與地鐵公司的溝通，找出空調(diào)各類故障的根源，從設(shè)計(jì)的源頭考慮，避免類似故障再次發(fā)生。通過一系列舉措的實(shí)施，才能有效降低空調(diào)系統(tǒng)的故障率及維修成本，保證地鐵車輛正常運(yùn)營。

圖7 空調(diào)系統(tǒng)整改前后