职称论文
摘要：炎炎夏日，人们离不开空调，同样在乘坐动车组旅行的过程中，空调装置也尤为重要了。尤其是动车组车体和车窗均是密封结构，空调的重要性就更加不言而喻了。制冷是空调的一项重要功能，而压缩机又是制冷系统的核心，本文介绍了压缩机的种类、结构原理、维护及故障的分析处理。
关键词：动车组; 空调装置; 制冷压缩机;
Maintenance and Fault Handling of Refrigeration Compressor for EMU
TENG Li-na
Jilin Railway Technology College
Abstract：In summer, people can't do without air conditioner,the same in the process of travelling by EMU. Air conditioner is very important. In particular, the car body and windows of EMU are sealed structures, so the importance of air conditioner is more self-evident.Refrigeration is an important function of air conditioner, and compressor as the core of refrigeration system is also important. This treatise introduces the types, structure, maintenance and fault handling of compressor.
0 引言
制冷不仅在动车组中，在生活中也有着广泛的应用。实现制冷的方法有很多：冰盐混合物制冷、吸收式制冷、蒸汽压缩式制冷等。考虑到动车的运行特点以及使用要求，在动车组空调装置中，均采用蒸汽压缩式制冷，即制冷剂在空调管路中循环，在此过程通过蒸发吸热、冷凝放热的物理过程，实现将车厢内热量转移至车外的目的。在此过程中，制冷剂要实现液态和气态的转化，这时就需要压缩机做功。因此压缩机就像空调的“心脏”，源源不断的进行压缩，最终实现整个循环过程。
压缩机的作用是进行压缩。压缩的方式有很多种，根据其工作原理主要分为速度型（通过改变气体的速度实现从低压到高压的转变）和容积型（通过改变压缩机内部的容积，气体的体积）两类。动车组中均采用容积型压缩机。容积型压缩机根据其内部结构又可分为往复式（即活塞式）和涡旋式（回转式）等形式。活塞式压缩机结构相对简单，主要有电动机、连杆、曲轴、活塞等组成，在进行压缩的过程中，低温低压的气体经吸气口进入，经过活塞的压缩，转变为高温高压的气体，经排气口排出，在此过程中，吸气﹑压缩﹑排气依序进行，因此效率受到限制，而涡旋式压缩机吸排气可以同时进行，效率大大高，但其制造工艺复杂，精度要求高。在动车组空调装置中，因前期工艺水平较低，因此多采用活塞式。随着制造工艺的提升，后期人们更多采用涡旋式，例如复兴号动车组均采用涡旋式。除此之外，压缩机要实现压缩，在此过程需要保证制冷剂不能外泄，因此也可按密封结构进行分类。动车组在生产时均采用密封性最好的全封闭式。因此压缩机在使用时需要高可靠性。如图1所示。
夏季，动车组在运行过程需要一直制冷，才能保证客室内温度符合铁标的要求。这样就要求压缩机一直工作，若制冷压缩机出现故障，将对车内环境系统和乘坐舒适度造成重大影响，因此需要做好制冷压缩的维护和检修。
图1 涡旋式压缩机原理示意图
在动车组空调装置压缩机多采用立式结构放置。压缩机外部通过吸气管与蒸发器连接，通过排气管与冷凝器连接。压缩机的运行需要电能，动车组压缩机均采用三相交流电，通过接线盒与辅助变流器中压母线相连。而在复兴号动车组中考虑到空调机组外形结构与车顶的距离，制冷压缩机采用卧式安装的方式。
1 压缩机的常见故障
1.1 压缩机机械故障
动车组制冷压缩机均采用全封闭式，通过紧固件安装在车顶或车下。在动车组高速运行中，因存在振动，可能造成紧固件松动，使压缩机产生异常噪声，这时就需要检查所有紧固件防松标记有无异常。因此在使用过程要按照定检的要求，及时进行检查。
由于润滑不良造成电机卡住。电机通过轴承支撑，在压缩机内高速旋转，当轴承发生卡滞或润滑不良时，就会造成电机运转受阻或卡住，这就要按照要求的注油标准量进行注油，并定期更换，防止变质。
1.2 压缩机电气故障
压缩机在夏季需要一直运行，长时间运行容易造成压缩机电机老化或绝缘层损坏，造成电阻变大，电机运行受阻并出现异响，若再长时间运行，保护器件就会动作，使压缩机停机。压缩机将电能转化为机械能，因此在实际使用时，我们将压缩机电机和压缩装置组合在一起，密封在压缩机外壳内。若压缩机发生电气故障，则可能造成压缩机反转，无法运行或运行异常。
(1)压缩机反转。压缩机需要使用三相交流电，并按照正相序进行连接，若在接线过程中发生误接，相序错误，则会造成压缩机反转，进而影响整个压缩冷凝过程，这时需要观察空调运行后，有无冷风吹出。若无，则需用相序表检查压缩机电机相序是否正确。
(2)压缩机或者冷凝电机的断路器处于打开。当压缩机内部存在短路时，因短路故障，压缩机断路器就会断开，这时需要检查内部的线路情况，是否存在短路。
(3)压缩机电流接触器不工作。检查电压线路和电流接触器线圈。
(4)压缩机内部温控器处于断开。首先为保证压缩机进气压力和排气压力值正常，在压缩机进排气口均设置了压力开关。当冷凝器脏污造成换热效果差时，就可能影响到压缩机的高压气体无法正常换热，而导致排气压力过高，温控器断开进行保护。其次，为了达到更好的换热效果，在冷凝器旁边布置冷凝风机，冷凝风机风量过小或发生故障时，也会造成压缩机换热效果差，排气压力高的问题。最后，当制冷剂管路存在泄漏情况时，需要对泄漏点进行检查。定位到泄漏点后，放出系统里的所有制冷剂，修理泄漏问题，并更换干燥过滤器，对系统进行检漏，抽真空和脱水后，再次充注制冷剂即可。
(5)压缩机吸气压力过低或过高。压缩机吸气压力的高低与制冷剂的充注量和吸气阀均有关系。当制冷剂充注量过多时，多余的制冷剂在蒸发过程中大量气化，就会造成管路压力过大，这时需要放出机组里所有的制冷剂，并充注正确量的制冷剂。而当吸气阀部分关闭时，吸入的气体量不足，造成压缩机吸气压力过低，吸气压力开关被触发，这时需要检查吸气阀的开启度，并打开到正确位置。另外，当蒸发器管路和翅片上污垢堆积造成蒸发器风量受阻，换热不良时，也会造成制冷剂不能完全蒸发。压缩机吸气压力过低，需要清洁换热器。
2 压缩机安装调试
2.1 压缩机的拆卸
压缩机内部充满高压的气体，因此在进行拆卸安装时，需确保将系统中所有的制冷剂均抽出，并保存好。首先将压缩机电源关闭，在抽出制冷剂后，拆下压缩机上的所有管路并进行密封，保证不让任何污垢和湿气进入制冷剂循环管路。然后拆除压缩机的接地编织线以及接线盒内的电源线，并记下电源线的编码，以便下次安装。需注意的是：压缩机净重约60kg。在搬运过程中要注意设备和人身安全，小心搬运，以免掉落。
2.2 压缩机的安装
在更换压缩机前，需确认压缩机的机械和电气参数是否相同，以免出错。安装前，需进行清洁，多使用干燥的二氧化碳或者干燥氮气对系统进行清洁。清洁气体应通过高压维修阀进入回路，并从低压维修阀放出。压缩机内部清洁完毕之后，清洁空调机组内压缩机安装区域，并将压缩机放置在空调机组框架内，更换排气阀和吸气阀的密封垫。安装紧固件并连接好接线盒内连线和接地线，并固定好接线盒。如图2所示。
2.3 充注制冷剂
动车组空调采用更环保，性能更稳定，制冷效果更好的R407C制冷剂，在对制冷剂进行充注时需注意制冷剂充足装置周围严禁用火（吹风管，火炬等），以免发生爆炸。
在充注前，将制冷剂钢瓶，真空泵用柔韧软管连接到空调单元的高压检修阀。钢瓶上的阀和高压检修阀必须都关闭。在使用之前，记录钢瓶的重量，将关断阀和充注钢瓶阀完全打开，以便制冷剂能进行循环。充注示意图如图3。充注完成后，在观察孔中应该没有闪蒸或气泡。
图2 压缩机安装示意图
图3 制冷剂充注示意图
2.4 压缩机的调试
更换新的压缩机后要对压缩机进行试验，检查其性能是否良好，调试项目为抽真空脱水和检漏。
抽真空要用真空泵将系统管路中的不凝性气体和水分等排除，运行时长10分钟。10分钟后真空计将会指示部分真空读数。此时需要采集多个读数，直到真空计指示至少1mm Hg的稳定读数。然后，继续让泵运行至少24小时来确保系统完全脱水。防止水在低温下造成管路的冰堵。
检漏常用的方法包括肥皂水检漏，卤素灯检漏，电子检漏仪检漏等。在检漏时，一般采用电子检漏仪和肥皂水相配合的方法。先用电子检漏仪确认是否存在泄露，再通过肥皂水确定具体的泄漏点。
除了常见故障之外，压缩机还有其他故障情况，因此在日常运用时，一定要严格按照维修周期定期维护检修，防患于未然。
参考文献
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