深圳地鐵蓄電池機車空壓機潤滑油乳化分析

程海江（深圳市地鐵集團有限公司，廣東深圳518040）

深圳地鐵蓄電池機車空壓機潤滑油乳化分析

程海江
（深圳市地鐵集團有限公司，廣東深圳518040）

基于蓄電池機車螺桿式空壓機工作原理和使用情況，分析導致螺桿式空壓機潤滑油乳化的原因，提出合理、有效的預防措施，延長空壓機的使用壽命。

蓄電池機車；空壓機；潤滑油；乳化；預防措施

深圳地鐵2號線蓄電池機車是采用接觸網、蓄電池雙能源供電的地鐵工程車，該車采用直-交傳動系統、DTECS網絡控制技術，極大地降低了煙塵、廢氣、噪音對城市環境的污染，改善了作業人員的工作環境，使用可靠性高，維護方便。但在使用、維護中發現螺桿式空壓機潤滑油經常存在乳化現象。本文基于蓄電池機車螺桿式空壓機工作原理、使用情況，提出防止潤滑油乳化的預防措施。

1　蓄電池機車空壓機工作原理

蓄電池機車采用的TSA-0.9AD型螺桿式空壓機，主要由機體、冷卻風扇、電機、聯軸器等組成，電機為非100%工作制，工作原理如圖1所示[1]。

圖1 TSA-0.9AD螺桿空氣壓縮機

外界空氣由空氣濾清器濾去塵埃后，進入機體壓縮室，壓縮機內的一對轉子由電機帶動旋轉，潤滑油因壓力差噴入，此時油與氣混合，油氣混合物經油氣筒和油氣分離器兩次分離后，送至后冷卻器，冷卻后的壓縮空氣送入使用系統中。

螺桿式空壓機壓縮過程中，潤滑油和空氣同時被壓縮，壓縮后在油氣筒內聚集再分離。當空氣中含有一定的水蒸氣，而且被壓縮后水蒸氣的含量超過空氣的含水能力時，水蒸氣就會冷凝成液態水。液態水進入潤滑油后，如果油分子和水分子互相包容形成乳化液，即潤滑油乳化[2]。

2　蓄電池機車空壓機潤滑油乳化的原因分析

2.1潤滑油品質不良

機組采用的潤滑油牌號為AS32，在發現潤滑油乳化后，更換空壓機潤滑油、機油濾芯及油細分離器后，機車運用不到1個最小檢修周期（1個自然月），再次發現空壓機潤滑油乳化。深圳地鐵1號線續建、5號線地鐵列車螺桿式空壓機采用相同品質的潤滑油，但未發現類似情況，證明潤滑油品質良好。

2.2進氣系統不暢

進氣系統不暢導致吸氣阻力過大，使吸入的空氣含水能力增大，也使得實際壓縮比增大，形成冷凝水的可能性增大。

進氣系統主要有空氣濾清器和其他附件組成，當指示器顯示紅色或箭頭指向5 kPa時，應更換濾清器芯和倒掉后蓋內塵土。經檢查指示器狀態，證明空氣濾清器狀態良好。

2.3溫控閥工作不良

溫控閥，其功能是維持排氣溫度在壓力露點溫度以上，避免空氣中的水汽在油氣筒內凝結而乳化潤滑油。剛開機時，潤滑油溫度低，此時溫控閥會自動開啟通往機體的油路，油不經過油冷卻器而進入機體。若油溫升高到77℃以上，則溫控閥逐漸打開至油冷卻器的通路，至93℃時全開，此時油會全部經過油冷卻器再進入機體內。

停機狀態下，用紅外線測溫儀測量溫控閥及其各管路表面溫度均為32℃，將總風缸壓力排至0 kPa，打開總風缸排風閥，啟動空壓機進行持續打風；啟動8分鐘后，測得溫控閥表面溫度為79.4℃，測得從溫控閥通向油過濾器的管路表面溫度為80.2℃，從溫控閥直接通向油冷卻器的管路表面溫度為78.7℃，從油散熱器出來的管路表面溫度為55.4℃。

根據產品使用說明書，該空壓機溫控閥設定開啟溫度為77℃，若在空壓機工作時，潤滑油溫度在77℃～93℃之間。通過測試表明，溫控閥工作狀態良好。

2.4空壓機運轉效率低

根據空壓機設計要求，空壓機在運用中的最低運轉效率為30%。保證螺桿式空壓機較高的工作效率，目的之一就是保證空壓機內部保持較長時間的高溫，防止液態水在壓縮機內部產生[3]。

通過對蓄電池機車在2014年4-6月，3個月內運行情況進行跟蹤分析，該車月均使用次數為4.67次，月均運行時間為21.67小時，而機車空壓機月均工作時間才1.52小時，經計算空壓機運轉效率為7.01%。

空壓機使用效率低，當潤滑油溫度還未升到80℃左右時，壓縮空氣系統的壓力已達到1 MPa，使空壓機自動停機。因螺桿式空壓機在工作中必有水產生，而空壓機工作溫度無法達到水汽化的溫度，長期以往造成潤滑油乳化。

在空壓機潤滑油處于初期乳化狀態時，讓機組持續運轉20分鐘后，潤滑油開始呈現透亮，如圖2所示。說明空壓機運轉效率低是造成潤滑油乳化的根本原因。

圖2　潤滑油狀態對比圖

3　預防措施

（1）機組長時間在超低運轉效率工作后或停機時間較長后，應有一次不停機運轉20～40分鐘操作，以消除冷凝水影響（如果潤滑油品質已降低較大時不適于此操作）。

（2）在高溫、高濕、低氣壓環境下工作時，及時檢查空壓機潤滑油品質并放出油氣筒內的冷凝水。

4　結語

綜上所述，空壓機運轉效率低是造成蓄電池機車螺桿式空壓機潤滑油頻繁乳化的原因，通過采取上述預防措施后，經過6個月的跟蹤，未發現1起空壓機潤滑油乳化故障，有效提高了空壓機工作的可靠性，說明雖然頻繁乳化，只要采取合理的預防措施，就能減少或避免潤滑油乳化現象的發生。但上述預防措施只是被動式的，限于地鐵工程車運用特點（相對使用頻次高，單次使用時間短），如何從螺桿式空壓機設計、選型等方面主動提高運轉效率，有待于進一步研究。

［1］南車株洲電力機車有限公司.深圳地鐵綜合檢測車組使用維護說明書［Z］.株洲：南車株洲電力機車有限公司，2011.

［2］王應志.螺桿式空氣壓縮機機油乳化的原因分析及解決措施［J］.內燃機車，2008（11）：41-43.

［3］王蓮芝.螺桿式空壓機機油乳化分析［J］.城市軌道交通研究，2012（10）：93-95.

(編輯：王智圣)

Analysis of Oil Emulsification for Shenzhen Metro Battery Locomotive Air Compressor

CHENG Hai-jiang
（Shenzhen Metro Co.，Ltd.，Shenzhen518040，China）

Based on the principle of battery locomotive screw air compressor and usage，analyzed the cause of screw air compressor oil emulsification，put forward reasonableand effective preventionmeasures to prolong the service life ofair compressor

battery locomotive；compressor；oil；emulsification；preventivemeasures

U231+.94

A

1009－9492(2015)06－0151－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.06.044

2015－02－11

程海江，男，1988年生，甘肅臨洮人，大學本科，助理工程師。研究領域：地鐵工程車輛。