HXD2B型電力機車空壓機缺油故障分析及對策

包文韜 上海鐵路局南京東機務段

HXD2B型電力機車空壓機缺油故障分析及對策

包文韜 上海鐵路局南京東機務段

油細分離器是用多層細密玻璃纖維制成，壓縮空氣中所含霧狀油氣經過油細分離器幾乎可被完全濾去，其底部凹裝結構是潤滑油積聚的地方，壓力油通過插在凹狀結構底部的回油管回到螺桿。

空壓機；缺油；油細分離器

1 引言

隨著我國鐵路事業的大發展，借助于技術引進的機遇，各機車廠設計出具有中國自主知識產權的交流傳動電力機車。HXD2B型電力機車就是針對鐵路重載運輸而設計，其制動系統是在SAB WABCO微機控制電空制動基礎上為滿足中國鐵路要求開發出來，符合UIC標準的新一代機車制動系統。為機車車輛制動系統提供壓縮空氣的是TSA-2.4A型螺桿空氣壓縮機，這種結構使運轉時的振動和輸氣時的脈動減少到最低限度，從而達到把聯軸器和軸承動態負荷、傳動損耗、相對低的工作噪音水平降低。近年來在HXD2B機車日常檢修維護過程中，多次發現空壓機缺油的故障，僅2015年就發生了12件因空壓機缺油的故障，如不引起重視，勢必嚴重影響機車正常使用。

2 空壓機缺油的故障原因分析。

在機務段日常檢修過程中，發現空壓機缺油故障直觀現象是空壓機短時間內多次頻繁補加潤滑油，并且在空壓機車下排污口處有大量潤滑油，以上的現象說明是空壓機內部過濾系統出現問題，導致油氣不能分離滑油，引起潤滑油的意外流失。

空壓機內部的潤滑油的主要作用是用來潤滑機器、將轉子葉片在他們的端部隔開，并將壓縮作用所產生的熱量帶走。潤滑油路系統是利用壓差原理進行循環（無油泵）。當空壓機運行時，在油氣筒內建立起來壓力,推動油通過油過濾器（15）,然后將油傳送到螺桿組的軸承、傳動機構以及注油點處。由空氣壓縮機所傳輸的空氣/油混合物流過輸出口并打在油氣筒中的隔板(10.1)上，這個過程提供了油的粗濾作用。完成了這一步后，空氣再由油細分離器(9)處理作為細濾。在這一階段所除去的油被收集在油細分離器的底部，經過空氣壓縮機油氣筒中壓力產生的力的作用，油通過回油管返回到空氣壓縮機螺桿組，具體見圖1。

圖1 TSA-2.4A螺桿空氣壓縮機系統工作流程圖

通過以上的油路分析可以看出空壓機內部潤滑油如不能正常循環，那必然導致潤滑油與空氣混合一起隨空氣排出。兩個因素影響油路循環，一種是回油管是否堵塞，另一種是油細分離器是否失效。針對這個問題結合HXD2B機車C4修機車空壓機分解，現場分解兩臺空壓機其中一臺編號為H140052空壓機回油管被密封膠顆粒堵塞，導致了空壓機螺桿之間沒有潤滑最終螺桿燒損；另一臺空壓機編號H140070分解檢查空壓機內部正常，但是在裝配后實驗發現空壓機排氣口有大量油氣排出，更換油細分離器后再次實驗良好。為了掌握現場情況廠家到段運用機車上檢查一臺空壓機經常補油機車HXD2B-0086空壓機編號011G324，檢查發現有大量油污從出氣口噴出，更換油細分離器后空壓機噴油故障消除。根據現場拆解的情況看雖然油細分離器外觀沒有任何損壞的現象，但是大部分缺油的機車在更換油細分離器后，就沒有出現空壓機出口噴油現象，這說明是油細分離器出現問題后，導致了滑油非正常泄露。

油細分離器是用多層細密玻璃纖維制成，壓縮空氣中所含霧狀油氣經過油細分離器幾乎可被完全濾去，其底部凹裝結構是潤滑油積聚的地方，壓力油通過插在凹狀結構底部的回油管回到螺桿。該款油細分離器產品是為應對HXD2B機車內環境溫度較高（夏季60℃-70℃）而開發的耐高溫的油氣分離產品，其自2011年開發完成應用至今已有4年的運用時間，其有效的降低了壓縮空氣的含油量，滿足了空壓機壓縮空氣設計質量要求（即壓縮空氣含油量≤5 mg/m3，未開發此款油氣分離器時，空壓機受機車內高溫環境影響，其空氣質量無法達到設計要求）。但從廠家反饋資料顯示該款油氣分離器也存在不足，即在壽命周期內（2年或30萬km）失效比例較高（2.1/100左右）說明此款產品在HX2B機車一個中修期內可能會導致空壓機出現噴油故障發生（見圖2）。

圖2 油細分離器

3 針對空壓機噴油采取對策

為了解決空壓機噴油的問題，根據廠家提供相關資料制定措施來減少類似噴油故障發生。

（1）空壓機潤滑油的觀察和加注要嚴格按步驟進行：螺桿空氣壓縮機連續運轉5 min以上，使油溫上升，后停機5 min后從視油鏡檢查油位。潤滑油在視油鏡上下限位之間為不缺油狀態；低于下限時，需補油至視油鏡上限（新品到段空壓機不需進行補油）。

（2）制定空壓機加油記錄卡（至少包括：加油日期、加油量、潤滑油型號等）并懸掛于空壓機加油口處，每次加油完成后填寫加油卡，以便于后續追溯。

（3）定期對空壓機壓縮空氣質量進行測試（從冷卻器后測點接頭處采樣），尤其是已確認異常耗油的空壓機更為必要。

（4）空壓機壓縮空氣質量的簡易檢測方法（打紙法）和標準：用A4復印紙進行3次對折后作為采集板，從測點接頭處采集的壓縮空氣距離采集板2 cm左右采集30 s即刻。如發現采集板有液態潤滑油存留，說明該空壓機壓縮空氣含油量超標，必須進行處理。

（5）壓縮空氣含油量超標后，需確認是油氣分離器回油管路堵塞還是油氣分離器不良造成。確認方法是：用風缸壓縮空氣對回油管路進行吹掃，如通暢證明管路沒有堵塞，是油氣分離器不良；反之管路不通則說明是管路堵塞。不管是哪種原因造成，必須進行處理。

（6）要求空壓機廠家督導整改油細生產過程，延長產品的使用周期，停止供應前期生產的舊型號油細分離器。

4 結束語

經過整改至2016年7月空壓機噴油故障現象消除，再沒有發生類似問題機車空壓機工作情況良好，前期采取的措施被證明正確、有效，也為以后處理相似問題積累了經驗。

[1]張偉，聶石茹，馮偉.TSA-2.4A系列空壓機使用說明書第［Z］,2014,2:9-19.

[2]劉建民，陳建軍.螺桿式空壓機運行及維修技術問答［M］.電力出版社，2011.

[3]中國北車集團大同電力機車有限責任公司.HXD2B型大功率交流傳動電力機車檢修手冊（下冊）［Z］，2011,4.

[4]中國北車集團大同電力機車有限責任公司.HXD2B型大功率交流傳動電力機車使用保養手冊［Z］，2011,4.

責任編輯：宋 飛

來稿時間：2016-11-10