客车空调的故障分析与维修保养毕业论文.doc
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1、客车空调的故障分析与维修保养毕业论文 毕业论文客车空调常见故障分析与维修保养 摘 要 随着国民经济的不断发展,制冷和空调装置的应用越来越广泛,对经济发展和人民的物质文化生活水平的提高起着重要的作用。铁路客车运行速度的增加,对车辆的气密性提出了更高的要求。空调系统是车内通风的基本方式,直接影响客室内的空气质量,包括客室内空气中的CO2含量、有害气体浓度及细菌含量等。在客车这种人群密度高、聚集时间长的密闭空间,空气质量对人们的健康影响很大,甚至成为疾病的传播途径之一。并且随着人民生活水平的提高,人们对乘车的舒适程度要求越来越高,因而空调系统作用是否良好成为衡量列车舒适程度的一项重要指标。 本文首先
2、对空调装置的组成,通风、制冷、制暖工作原理进行了简单介绍,对空调装置各部正常工作工况进行了说明,第一章简明阐述了国内空调的发展概况及其分类,对客车空调做了初步的了解和认识,第二章是客车空调的研究意义和装置组成以及工作原理的分析和概括,对空调的运行流程有了一定的了解,第三章是空调正常工作状态的基本情况,对故障分析和处理有了一个参考面,第四章和第五章是本文的重点部分,主要说明了空调故障分析和处理方法,另外还对一些工作中应注意的事项作了列举,第六章是客车空调的维修保养,也是比较重要的一个方面,是为了延长空调的使用寿命和运行中的安全而做的一项长期工作。简而概之就是对空调装置故障按系统进行了分类,之后按
3、故障分类对空调装置的故障进行了分析,逐条逐项对故障进行说明并制定了处理方案,只要对出现的故障全面的检查,理论结合实际的综合分析完全能够准确、快速地查出各类空调故障,对排除客车空调的常见故障有很大帮助。 关键词:铁路客车;空调故障分析;维修保养目 录摘 要I引 言11 我国客车空调概述21.1 空调技术的发展概况21.2 课题研究的目的及意义21.3 空调的分类22 客车空调的构造及原理42.1 客车空调装置组成42.2 空调器的主要部件42.3 基本工作原理82.3.1 通风工况82.3.2 制冷工况82.3.3 制暖工况92.3.4 加湿工况92.3.5 电气控制工况93 空调的主要参数与特
4、点103.1 空调的主要技术参数103.2 空调正常运行的特点103.2.1 通风系统103.2.2 制冷系统103.2.3 加热系统113.2.4 电器控制柜系统114 空调装置常见故障分析124.1 通风系统故障124.2 制冷系统故障134.3 制暖系统故障144.4 电源系统常见故障154.5 电气控制系统故障174.6 几种特殊故障205 故障的诊断与处理215.1 空调与制冷装置故障215.2 控制系统故障215.3 制冷剂泄漏215.4 发生火灾事故时225.5 安全注意事项226 空调装置的维修保养236.1 空调装置的维修保养236.1.1 空调装置的日常维护和保养236.1
5、.2 空调装置的定期检修23结 论24致 谢25参考文献26引 言 空调即空气调节的简称。为了满足生活和生产科研活动对环境的要求,人们往往采用制冷空调装置对某一空间的空气进行适当的处理,使该空间的温度、相对湿度、压力、洁净度和气流速度等多项参数保持在一定的范围内。 铁路客车空调的实质也可以简单地说,就是调节和控制某一空间内空气的“温度、相对湿度、压力、洁净度和气流速度等参数”,是一门调节和控制空气品质的技术。客车空调的故障处理与维修保养是保证客车内空气指标正常的重要环节。是一项重要的科研项目和发展指标。 铁路客车安装空调装置的目的是为旅客提供既卫生又舒适的旅途环境,以保证旅客的身体健康,减少旅
6、途的疲劳。随着我国现代化建设的进一步深入,经济的快速发展,人民生活水平的不断提高,外贸和旅游业的兴旺发达,铁路旅客运输量不断增加,旅客对客车内的空气条件要求也越来越高。因此,铁路空调旅客列车也得到了空前的发展。1 我国客车空调概述1.1 空调技术的发展概况 1949年以前,我国没有自己的铁路客车制造业,在铁路线上运行的客车均是从国外进口的。解放后的半个多世纪,我国铁路客车制造也取得了长足发展,先后研制、开发生产了21型、22型、25型客车和25型双层客车、25型空调车、时速达160km的快速(准高速)客车以及最高运营时速达270km的高速列车。近两年,开发生产了CRH系列中国高速动车组,运营时
7、速可达250km。 从20世纪90年代开始,我国铁路客车进行更新换代,技术上取得了可惜的进步,从车辆结构、运行速度、安全性能、车内设备及舒适性等方面都有较大的提高,旅客的旅行环境有了很大的改善。全路各主要干线相继开行了全列空调客车,取得了良好的经济和社会效益。目前,高速化、舒适化、高安全性已成为旅客列车的发展方向。20世纪90年代以来,随着经济发展和生活水平的提高,人们对乘坐铁路列车的舒适性要求也越来越高,这也促进了铁路空调列车的快速发展。今天,外观大方、立面流畅、色彩多样的“25型”客车基本取代了当年的主流产品“22型”客车(绿皮车),25型客车也从普通的“25型”、“25A型”发展到“25
8、Z型”、“25K型”、“25T型”。列车空调装置也经历了对“22型”客车的改装、“分体式空调装置”到“单元式空调装置”的发展过程,其技术和性能也日趋成熟。1.2 课题研究的目的及意义 为了满足生活和生产科研活动对环境的要求,人们往往采用制冷空调装置对某一空间的空气进行适当的处理,使该空间的温度、相对湿度、压力、洁净度和气流速度等多项参数保持在一定的范围内。 铁路客车安装空调装置的意义是为旅客提供既卫生又舒适的旅途环境,以保证旅客的身体健康,减少旅途的疲劳。铁路客车空调的实质也可以简单地说,就是调节和控制某一空间内空气的“温度、相对湿度、压力、洁净度和气流速度等参数”,是一门调节和控制空气品质的
9、技术。1.3 空调的分类 1 按用途分类 空调按其用途分为生产性空调和舒适性空调。 为了满足生产和科学研究过程中工艺过程和设备的需要而进行的空气调节,称为生产性空调。如在一些电子工业、纺织工业、光学仪器、国防科研等行业以及一些实验室、电子计算机房、机械化养殖场和图书馆内,为满足对空气参数的不同要求而安装的空调装置,都属于生产性空调。 为了人们生活、工作、休息提供舒适的环境条件的空调,称为舒适性空调。如在商场、宾馆、住宅、候车室、候机厅及各种车辆上安装的空调,多属于舒适性空调。 2 按机组分类 空调按机组分为车顶单元式空调机组(也称为独立式空调机组)和分体式空调机组(也称为集中式空调机组)。两类
10、机组均设有空调制冷系统、通风系统、空气加热系统和自动调节控制系统。 分体式客车空调机组分成两部分,一部分安装在车上,包括对空气进行冷、热处理和输送、分配单元,置于客车的端部,空气通过风管、送风器送入车内,一般结构为上送风、下回风,从车端墙的新风口引入新风。而另一部分安装在车下,包括空调装置的压缩机、冷凝器等部分。分体式空调机组是我国传统型和前民主德国进口客车的空调装置。 单元式空调机组将制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀和冷凝风机等部件组装在一起,相当于家用的窗式空调装置。安装在客车顶部,也称为车顶单元式空调机组。这种空调机组适用于铁路长途硬座车、硬卧车、软卧车等。一般在每节客车的车顶两端安装
11、两台相同的单元式空调机组。 3 按装置类型分类 目前在客车上采用的空气调节装置有集中式和分散式两种类型。集中式空气调节装置还分分装集中式和单元集中式。 集中式空调装置由于它的压缩冷凝机组吊挂在车下,故重心较低,而且通风系统设在车顶上部,风道容易布置。但由于制冷系统连接管路长、接头多,容易发生故障、泄露,行车时无法进行检修和保养。单元集中式的结构紧凑、制冷量大、重量轻、管路短,不占用车下空间,但车辆重心高。 分散式空调装置的一个重要特点是在运用中,如果其中一台空调装置发生故障,其他仍继续工作,故还可以维持车内一定空气参数。而不像集中式空调装置那样,当机组损坏后,车内的空气参数无法维持旅客正常生活
12、必需的条件,而不得不打开事故窗,进行通风换气。2 客车空调的构造及原理2.1 客车空调装置组成 客车空调装置通常由通风系统、空气冷却系统、加热系统、加湿系统及电气控制系统五大部分组成。空调客车的空气调节是将一定量的新鲜空气和车内的再循环空气混合,经过处理,以一定的速度送入车内,并将车内一定量的污浊空气排出车外,将车内空气的温度、湿度、洁净度和流动速度控制在一定的范围内。客车空调装置对空气的处理主要包括对空气的除尘、冷却、加热、加湿、减湿等处理,以一定的流速送入车内,并将车内一定量的污浊空气排出车外。客车空调装置按供电方式不同可分为本车供电式和集中供电式。按安装方式不同可分为集中式和单元式。2.
13、2 空调器的主要部件(1)制冷压缩机 制冷压缩机为全封闭活塞式制冷压缩机少部分为涡旋式,是将电动机、压缩机构及供油系统组装在同一个密封的机壳内。压缩机通过橡胶减振器安装在空调器箱体内。制冷压缩机的作用是将来自蒸发器的低温、低压的R22气体压缩成高温、高压的气体,并送往冷凝器。 (2)室内侧通风机离心风机 室内侧通风机为双轴直联多叶片式离心风机。室内侧通风机可以强化制冷剂在蒸发器中的蒸发过程,并将经蒸发器冷却降温的空气或经电加热器加热升温的空气送入车内。 (3)室外侧通风机轴流式风机 室外侧通风机为直联轴流式风机,风机的叶轮安装在立式电机上,并采取防水结构。室外侧通风机用于强化制冷剂在冷凝器中的
14、凝结放热过程。 (4)室内换热器蒸发器 室内换热器即蒸发器,为铜管套铝肋片的直接蒸发式空气冷却器,一个蒸发器分用于两个制冷循环回路。低温、低压的气液混合制冷剂在蒸发器内蒸发,当车内循环空气和新鲜空气混合后,通过蒸发器时进行热交换。这时,空气的热量被蒸发器内的制冷剂吸收,温度降低。 (5)室外换热器冷凝器 室外换热器为风冷冷凝器,其结构型式与蒸发器相同。高温、高压的R22气体,通过冷凝器时,在外界空气的强制冷却下,变成高温约50、高压的制冷剂液体。 (6)电加热器 作用主要是为了给送入车内的新鲜空气预热。电加热器的结构为不锈钢框架式结构,带不锈钢绕片的电热管固定在框架内。框架上装有温度继电器和温
15、度熔断器,起到防火保护的作用。电热元件采用优质电热丝绕成螺旋形,保持在不锈管的中心,其周围坚固地填满导热性能好的绝缘粉末。电热丝通电后其电能可以全部转变为热,并迅速地通过管子表面散热。 (7)毛细管或膨胀阀 为一组内径极小的细长铜管,当高压液体制冷剂流经这组高阻力管时,起到节流、降压的作用 (8)气液分离器 将来自蒸发器的制冷剂气体与未蒸发的液体分离出来,只将气体的制冷剂送给压缩机。 (9)干燥过滤器 将滤网固定在容器内,并封入干燥剂,过滤制冷剂中的残余杂质,吸取制冷剂中的残留水分。 (10)高压压力开关 当制冷系统的压力异常高时,高压开关动作,停止压缩机的运转,保护制冷系统。高压开关的复位方
16、式是自动复位。 (11)低压压力开关 当制冷系统的压力异常低时,低压开关动作,停止压缩机的运转,保护制冷系统。低压开关的复位方式也是自动复位。 (12)低温保护器 在室内换热器吸入的空气温度很低时,会引起室内换热器的表面结霜,有可能导致压缩机损伤。所以,当室内换热器吸入的空气温度低于18时,低温保护器就会动作,停止压缩机的工作。 (13)过电流继电器 过电流继电器用来保护压缩机。当压缩机电机超负荷或缺相运转时,压缩机的工作电流将超过规定值,这时,过电流继电器的触点断开,使电磁接触器开路,起到保护压缩机的作用。 (14)电气控制柜 电气控制柜安装在车内配电室内,通过它控制车顶上的空调器。控制柜内
17、有种控制开关、转换开关、接触器、继电器、计时器、温度调节器等组成保护和控制电路,详细介绍见生产厂提供的客车空调器电气控制柜使用说明书. 本设计将以装有集中供电单元式空调机组的YW25G型空调客车(图2.1)为例,全面分析空调装置的故障查找、处理过程。该型空调车装用的空调机组是KLD40机组(图2.2),空调控制柜是KLC40C-1T1型。 图2.1 YW25G型空调客车 2.3 基本工作原理2.3.1 通风工况 通风系统一般指机械强迫通风。在通风机的作用下,将经过处理的空气输送分配到客室并形成合理的气流组织,同时排出室内多余的污浊空气,使室内空气参数满足舒适和卫生要求。通常由通风机组、空气过滤
18、器、新风口、送风道、回风口、回风道以及排废气口等组成。通风系统的作用是将车外新鲜空气吸入并与车内再循环空气混合,在滤清灰尘和杂质后,再压送分配到车内,同时排车车内多余的污浊空气,以保证车内空气的洁净度以及合理的流动速度和气流组织。2.3.2 制冷工况 空气制冷系统一般采用蒸汽压缩式制冷设备的蒸发器作为空气冷却器。它的作用是在夏季对进入车内的空气进行降温、减湿处理,使夏季车内空气的温度与相对湿度维持在规定的范围内。为保证制冷系统安全、有效地工作,制冷系统除压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置四大件外,还配有储液器、干燥过滤器、气液分离器等辅助设备。车内的循环空气及由新风道引入的新鲜空气,由机组的通风
19、机吸入,在蒸发器前混合,通过蒸发器得到冷却,并由机组前端部出风口送入车顶通风道各格栅,向车内吹出冷风。在制冷系统连续工作下使车内温度逐渐降低,并由温度调节器自动调节车内空气温度。由于空气冷却器的表面温度通常低于空气的露点,因此,空气在通过空气冷却器冷却过程的同时也得到了减湿处理,从而保证了夏季客室内空气的相对湿度也在要求的范围之内。2.3.3 制暖工况 空气加热系统的作用是在冬季对进入车内的空气进行预热和对车内的空气进行加热,以保证冬季车内空气的温度在规定的范围内。空气加热系统通常由空气预热器和地面空气加热器组成。在冬季,通风机将吸入的车内外空气经过空气预热器的预热后送入车内,同时,车内地面式
20、加热器对车内空气加热,以补偿车体和门窗的热损失。由新风口引入的新鲜空气及车内循环空气,被机组的通风机吸入在电加热器前混合,通过电加热器加热。被加热的空气,由通过机送入车内风道各格栅,向车内送热风,使车内温度徐徐上升,并由温度调节器自动调节车内空气温度,保持车内一定的舒适温度。2.3.4 加湿工况 空气加湿系统的作用是在冬季车内空气相对湿度较低时对空气加湿,以保证冬季车内空气的相对湿度在规定的范围内。目前,我国在一般车辆的空调装置中不设加湿系统,仅在某些高级公务车及特殊要求车辆上才设此系统。目前,用电极加湿器加湿既简单又方便,因此可以采用电极加湿器对空气进行加湿处理。2.3.5 电气控制工况 自
21、动控制系统包括自动调节和控制各种空气参数的仪表和设备,它的作用是控制各个系统按照给定的调解方案,协调的进行工作,以保证车内所要求的空气参数维持在一定范围内。电气控制系统一般由各用电设备的控制电器、保护元件以及仪表等组成。它是客车空调系统的控制中心,它按客车空调要求准确地控制着空调系统的正常工作,完成通风、制冷、制暖的手动或自动运行,使室内的空气参数控制在规定的范围内,并同时具有短路、过电压、欠电压、失电压、风机过载、压缩机、制暖保护功能。3 空调的主要参数与特点3.1 空调的主要技术参数 车内温度:夏季2429;冬季1822。 平均相对湿度:夏季4065%,最大70%;冬季4060%,最小30
22、%。 送风温差:夏季8 冬季洗脸室内温度:16;厕所和走廊:14。 车内微风速:对于软坐车、软卧车和硬卧车,夏季0.25m?s,其他车为0.10.35m?s;冬季0.20m?s 客室内空气中二氧化碳的容积浓度:0.15%。 客室内每立方米空气的含尘量:1mg?m3新鲜空气量:夏季2025 m3?(h?人);冬季1520 m3?(h?人)制冷量:KLD29机组:29.1KW;KLD40机组:40.7KW。 制暖量:KLD29机组:6KW;KLD40机组:9KW。 功率:KLD29机组:14KW;KLD40机组:18KW。 客室内应保持正压:9.829.4Pa 外气参数:夏季35,相对湿度60%
23、冬季 -14(北京以南);-35(全国干线)3.2 空调正常运行的特点 空调机组运行后,应定期检查工作状况是否正常,如有异常现象应停机处理。单元式空调机组采用全封闭式压缩机,一般不设压力表,无法直接掌握系统的工作压力。因此机组的工作状态,主要根据客室降温、通风情况、电器控制柜的工作状态、仪表和指示灯显示情况等进行分析、判断。3.2.1 通风系统(1)各送风口送风均匀,风量适中,送风口及回风口无水滴出。(2)通风机应无异常振动和噪音。3.2.2 制冷系统(1)通风机、冷凝风机、压缩机应按电气联锁关系顺序起动。各台压缩机按时间继电器的调定时间延时起动。启动时,压缩机电机及各风机电机应没有异常振动和
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