東風１０Ｄ型機車空氣干燥系統應用和故障分析

摘要:分析JKG型空氣干燥系統的原理和在機車安全運行當中的重要性，同時根據機車運行中實際發生的故障提出改進措施，改進后空氣干燥效果得到了明顯改善，故障率明顯降低，有效的保證了機車的安穩運行，取得了良好的社會效益和經濟效益。

關鍵詞:東風10D型機車 JKG型風源凈化裝置 空氣壓縮機 制動機

1 問題的提出

目前，中石化濟南分公司使用的是兩臺DF10D型調車機車。機車在工作過程中，要頻繁的進行制動和緩解，從而達到機車車輛啟動和減速停止，尤其是調車機車，在中石化濟南分公司，由于編組線長度限制，以及裝車股道多，機車車輛的制動尤為頻繁。因此，機車制動系統運行的狀態直接影響到調車作業的行車安全。

機車車輛上制動機使用的壓縮空氣，是由機車的空氣壓縮機從大氣中獲得并壓縮制作的，在取得壓縮空氣的同時，大氣中的灰塵和水蒸氣經過壓縮后，其濃度按照壓力成倍增加，再加上空氣壓縮機工作時一部分霧狀的潤滑油混入到壓縮空氣中，便形成了污染壓縮空氣的三大有害物質。這些有害物質隨壓縮空氣進入機車車輛的空氣管路后，將造成管道和零件的銹蝕，加速運動系統的磨損，或墊住閥口、堵塞空氣管路、卡死柱塞等故障，影響了空氣管路系統的正常使用。尤其從壓縮空氣中析出的凝結水，不僅磨蝕管道和閥類零件，惡化閥類的工作環境，縮短制動機和氣動機械的使用壽命。

2 JKG型風源凈化裝置工作原理

要排除空氣管路里面的凝結水，定期排水(總風缸排水、壓縮機排水等)僅是治標措施，真正治本的途徑，在于降低壓縮空氣的濕度，使貯存在總風缸內的壓縮空氣不呈飽和狀態，其濕度降低到管路系統最惡劣的工況下均不出現凝結水。

現在兩臺DF10D 型調車機車均采用的是JKG型風源凈化裝置，該裝置是一種無熱再生雙塔式連續工作的壓縮空氣裝置，該裝置將油水分離器獨立設置，主要由干燥塔、進氣閥、排氣閥、出氣止回閥、電控器、電空閥等主要部件組成。機車采用雙塔，一個塔在執行干燥功能的同時，另一個塔就執行再生功能，利用干燥塔上的控制器對兩塔進行固定周期的切換，循環實現干燥和再生功能。這種再生方法簡單實用，易于實現與壓縮機工作的同步性，使干燥系統長期保持高效工況。

空氣干燥塔的工作是與空氣壓縮機的工況相聯系的，當空氣壓縮機啟動時，電控器同時得到通電信號，電控器使一個電空閥處于得電供氣狀態。另一電空閥處于失電排氣狀態，從空氣壓縮機來的壓縮空氣經過冷卻后，由油水分離器分離出其中的液態粒子，然后進入干燥塔，當空氣壓縮機工作得到干燥器轉換周期時，在控制器的控制下自動轉為另一干燥塔工作，如此兩塔交替干燥。每次空氣壓縮機停機時，電磁排污閥能將油水分離器中的壓縮空氣及油分和水分予以排出，從而達到從根源上凈化機車壓縮空氣的目的。

3 典型故障匯總以及原因分析

分公司自2002年開始使用DF10D型調車機車以來，詳細記錄了兩臺DF10D型調車機車的運行情況和故障記錄，以下是兩臺機車使用以來風源凈化系統故障情況匯總(見表1):

盡管機車的風源凈化裝置降低了制動機故障率，但是空氣干燥系統本身的維護處理不及時到位同樣影響機車的運行安全，機車兩個再生干燥塔本身存在設計缺陷，每次壓縮機泵風完成后轉換干燥塔干燥和再生功能，這種形式有種明顯缺點就是每次泵風時間長短不定，因此再生時間長短也不一定，長時間實用，容易造成干燥塔再生情況不好，從而影響整個干燥系統的干燥效果，因此有必要進行改進。

4 改進措施

為保證機車運行安全，車間根據機車運行情況和風源系統的故障記錄，于2005年底對兩臺機車安裝干燥塔定期轉換數字控制器，保證風源干燥系統的干燥和再生效果。同時加強人員和設備管理，制定詳細的管理措施。

在干燥塔上安裝數字定時轉換器，固定每個干燥塔的干燥吸附狀態和再生狀態的時間長短，具體是當空氣壓縮機工作時，指示燈亮的干燥塔進入再生狀態，指示燈不亮的干燥塔處于干燥吸附狀態，當壓縮機連續工作達到72秒時，電控器發出轉換信號，指示燈熄滅，該塔的排氣閥關閉，一個再生周期結束，另一個塔繼續執行干燥吸附功能，此時，控制器繼續讀秒，待燈滅后18秒，干燥塔的指示燈亮，該塔進入再生狀態，排氣閥開啟，排出壓力空氣。計算下來干燥塔的正常轉換周期為90秒。如果壓縮機連續工作時長低于72秒，數字控制器也將停止讀數，于下次空氣壓縮機工作后繼續累計，直到90秒雙塔才發生轉換再生和干燥吸附過程。

對于空氣干燥系統的具體管理，制定幾條措施:①機車的小修時必須更換干燥系統內所有的橡膠密封件，防止橡膠件變形失效。②每季度要對干燥系統進行一次全面檢查，打開檢查干燥塔濾網和干燥劑狀態，發現干燥情況不良或者失效的要及時更換。③每四年機車進行中修時，必須更換干燥劑，清洗各管路和控制風路，同時調試電控器動作參數至規定范圍內。④組織對乘務人員進行培訓，提高乘務員的應急故障處理，提升乘務員業務水平。

5 改進后效果

通過對機車風源凈化裝置進行有目的的改進，同時加強對乘務員的培訓，改造前后對比可以很清楚的發現風源凈化裝置的故障率明顯下降，在節約了檢修成本的同時，最主要保證了機車車輛制動系統的工作性能更加穩定可靠，為機車車輛的安全運行提供了最有力的保障。

6 風源凈化系統安全隱患及改進建議

由電磁排污閥的工作原理可知，只要空氣壓縮機停止工作，電空閥線圈就得電，排污閥就打開，對于調車機車而言，單機停留時間長，空氣壓縮機有可能長時間不工作，這樣就容易造成電磁排污閥電空閥線圈長期處于得電狀態，極易發生燒損，造成電空閥不工作，電磁排污閥故障。根據目前的技術狀況和實際環境，建議在電磁排污閥上加裝延時約60s左右的時間繼電器，使得電空閥線圈在得電60s后自動斷電，這樣做既保證了排油排水效果，同時又縮短了電空閥工作時間，從而延長了線圈的使用壽命。

7 結束語

以上是東風10D型機車風源凈化系統的原理、應用分析和故障判斷及處理措施，多年來機車的運行記錄和故障處理為機車檢修提供第一手資料，提高檢修效率，保證檢修質量，有利于保障機車安全運行，取得良好的經濟效益和社會效益。