關(guān)于CRH3型動(dòng)車組空調(diào)系統(tǒng)故障的原因探討

劉洋

摘要：由于本人是從事該車組的質(zhì)量控制工作，發(fā)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些故障問題，所以本文針對(duì)高速動(dòng)車組的空調(diào)系統(tǒng)質(zhì)量故障進(jìn)行分析，并提出了一些解決方案，希望對(duì)同樣從事該工作的同行一些淺見。

關(guān)鍵詞：CRH3型動(dòng)車組；空調(diào)系統(tǒng)；質(zhì)量故障；原因分析

高速動(dòng)車組空調(diào)控制系統(tǒng)的問題主要有以下幾大類：空調(diào)機(jī)組故障、控制系統(tǒng)故障、壓力波保護(hù)系統(tǒng)故障、廢排裝置故障。下面進(jìn)行逐項(xiàng)討論。

一、空調(diào)機(jī)組故障原因分析

1.1空調(diào)制冷劑泄漏

空調(diào)制冷劑泄漏主要表現(xiàn)為空調(diào)機(jī)組壓力低于正常運(yùn)行范圍，檢查發(fā)現(xiàn)，空調(diào)機(jī)組制冷系統(tǒng)存在泄漏點(diǎn)。泄漏點(diǎn)絕大多數(shù)分布在壓縮機(jī)高低壓管截止閥及螺紋連接處、空調(diào)高低壓力開關(guān)針閥及螺紋連接處、高壓管制冷劑充注截止閥處，小部分漏點(diǎn)分布在管路焊接處。在CRH380BL型動(dòng)車組空調(diào)機(jī)組設(shè)計(jì)時(shí)取消了壓縮機(jī)高低壓管截止閥，采用焊接連接方式，同時(shí)高壓管制冷劑充注截止閥加液口采用了垂直放置方式。相比于CRH3型動(dòng)車組空調(diào)機(jī)組，CRH380BL型動(dòng)車組空調(diào)機(jī)組制冷劑泄漏故障降低了90%。另外，由于國(guó)內(nèi)動(dòng)車組使用頻次過高，回庫(kù)維護(hù)檢修時(shí)間太短，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)制冷劑泄漏。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)缺乏維修設(shè)施，發(fā)現(xiàn)空調(diào)制冷劑壓力不足時(shí)，為了保證車輛運(yùn)營(yíng)，經(jīng)常采用臨時(shí)補(bǔ)充制冷劑的處理方式，未徹底解決漏點(diǎn)，導(dǎo)致重復(fù)故障，這也是造成制冷劑泄漏率高的一個(gè)重要原因。

1.2加熱管故障

空調(diào)機(jī)組加熱管故障主要表現(xiàn)為加熱管根部接線柱熔斷。由于動(dòng)車組冬季采暖用的電加熱器主要集中在空調(diào)機(jī)組中，加熱管的總功率太大，加熱腔的溫度過高，接線柱處于高溫環(huán)境下，造成電線軟化，長(zhǎng)時(shí)間后容易產(chǎn)生熔斷。為了解決這一問題，將舊加熱管更換為改進(jìn)的加熱管，同時(shí)接線端改成螺栓連接，加熱管故障率明顯降低。

另外，空調(diào)機(jī)組內(nèi)部電加熱器功率太大，造成電加熱器表面及加熱腔的溫度偏高，也存在很大的安全隱患。空調(diào)機(jī)組內(nèi)部的電加熱器一般由2～3組獨(dú)立的加熱管組成，根據(jù)采暖負(fù)荷大小和車內(nèi)空氣溫度決定啟停加熱管的數(shù)量，在啟停加熱管的同時(shí)進(jìn)行不同加熱管間工作切換，以保證每根加熱管的總工作時(shí)間相當(dāng)。

1.3壓縮機(jī)故障

壓縮機(jī)故障主要表現(xiàn)為空調(diào)壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)有異常振動(dòng)，部分壓縮機(jī)電機(jī)燒損。經(jīng)拆解發(fā)現(xiàn)，底軸承套有偏磨現(xiàn)象，軸松動(dòng)，偏心旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致電機(jī)掃膛損壞。

1.4冷凝蓋板支架開裂

由于動(dòng)車組入庫(kù)維護(hù)檢修時(shí)，檢修人員頻繁地踩踏冷凝蓋板，造成冷凝蓋板U 形支架出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。其主要原因是U形支架的強(qiáng)度相對(duì)較弱，在頻繁踩踏后易造成局部斷裂損壞。為了解決這一問題，對(duì)鋁合金材質(zhì)的U形支架進(jìn)行了更換，換成不銹鋼材質(zhì)的支架后，未出現(xiàn)冷凝蓋板支架開裂的問題。一般空調(diào)機(jī)組都會(huì)張貼標(biāo)志，表明哪些區(qū)域可以踩踏，哪些區(qū)域不允許踩踏，但檢修人員經(jīng)常圖便利而踩踏不該踩踏的部位，造成部件損壞，因此，應(yīng)制定相應(yīng)的規(guī)章制度和防護(hù)措施。

二、控制系統(tǒng)故障原因分析

要知道故障的根本原因就要先了解控制系統(tǒng)的工作原理。控制系統(tǒng)主要表現(xiàn)為由板卡故障引起的空調(diào)機(jī)組不能自動(dòng)運(yùn)行。板卡故障主要是由于在空調(diào)機(jī)組運(yùn)行過程中，空調(diào)控制柜內(nèi)溫度較高，控制板卡的接口電路卡過熱變形，導(dǎo)致接觸不良，致使空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)故障率偏高，可靠性不能滿足技術(shù)要求。具體表現(xiàn)為以下3個(gè)方面：

（1）數(shù)字混合電路板。1端和21端的輸出插針顯示無電氣連接（由脫焊導(dǎo)致），帶有溫度循環(huán)的黑色樹脂產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致光耦合元器件輸出插針脫焊。

（2）模擬混合電路板。光電耦合元器件脫焊，原因是光電耦合器鄰近器件的清漆厚度超出規(guī)定限度且__存在溫度循環(huán)，焊錫擴(kuò)散導(dǎo)致混合電路板傳導(dǎo)層短路

（3）電子控制。電子器件使用列車DC 110V電壓，造成混合電路板周圍溫度過高，元器件加速老化。為解決這一問題，目前主要通過調(diào)整控制板卡中發(fā)熱量大的電阻的安裝位置來避免發(fā)熱對(duì)元器件造成的損壞。

三、壓力波保護(hù)系統(tǒng)故障原因分析

壓力波保護(hù)系統(tǒng)主要是為了避免動(dòng)車組通過隧道時(shí)車外空氣壓力的劇烈變化傳遞到車內(nèi)，引起乘客不舒適。壓力波保護(hù)系統(tǒng)安裝在空調(diào)新風(fēng)口位置和廢排裝置內(nèi)，主要由汽缸、KV閥、氣路、閥門等組成。如果壓力波保護(hù)系統(tǒng)的故障表現(xiàn)為新風(fēng)閥門或廢排閥門無法關(guān)閉，則旅客的耳膜會(huì)有明顯的不適感；如果壓力波保護(hù)系統(tǒng)的故障表現(xiàn)為新風(fēng)閥門或廢排閥門無法開啟，則會(huì)造成空調(diào)新風(fēng)不足，導(dǎo)致旅客處于缺氧狀態(tài)。車內(nèi)外壓差太大會(huì)導(dǎo)致車門無法正常開閉。壓力波保護(hù)系統(tǒng)故障的主要原因?yàn)椋?/p>

（1）在多隧道的線路上運(yùn)行時(shí)，壓力波保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作頻繁，沖擊力也很大，容易造成汽缸和KV閥故障。

（2）氣源不干燥、不清潔，造成汽缸和KV閥內(nèi)部臟堵，形成卡滯。

（3）由于振動(dòng)造成氣路連接管脫落或老化破損，導(dǎo)致管路氣壓不足，汽缸無法動(dòng)作。

四、廢排裝置故障原因分析

廢排裝置故障主要是廢排風(fēng)機(jī)故障，故障主要發(fā)生在頭尾車，故障現(xiàn)象表現(xiàn)為廢排電機(jī)運(yùn)行時(shí)有異常振動(dòng)，部分電機(jī)出現(xiàn)燒毀。在多隧道的線路上運(yùn)行時(shí)，壓力波保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作頻繁，頭尾車受到的沖擊波最大，造成風(fēng)機(jī)負(fù)荷較大，導(dǎo)致電機(jī)葉輪產(chǎn)生一定的形變，電機(jī)軸的承受力增加，長(zhǎng)期受力運(yùn)行將導(dǎo)致軸承損壞，電機(jī)燒毀。

五、結(jié)束語

CRH3型動(dòng)車組空調(diào)系統(tǒng)故障的主要原因是：CRH3型動(dòng)車組主要在武廣高速鐵路上運(yùn)營(yíng)，武廣高速鐵路是一條多隧道高鐵線路，CRH3型動(dòng)車組采用被動(dòng)式壓力波保護(hù)系統(tǒng)，動(dòng)作頻繁，容易造成壓力波保護(hù)系統(tǒng)、廢排風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)等故障。CRH3型動(dòng)車組空調(diào)機(jī)組沿用歐洲可拆卸維護(hù)理念，易損壞制冷元件采用螺紋連接，而不是采用我國(guó)鐵道車輛空調(diào)制冷系統(tǒng)通用的焊接連接方式，而且我國(guó)動(dòng)車組的使用頻次遠(yuǎn)高于歐洲，維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間遠(yuǎn)低于歐洲，造成制冷劑泄漏率偏高。CRH3型動(dòng)車組空調(diào)系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)第1代高速鐵路車輛用空調(diào)系統(tǒng)，處于探索階段，結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì)尚有不完善之處，導(dǎo)致故障率偏高。

參考文獻(xiàn)：

[1]歐陽仲志.CRH系列動(dòng)車組空調(diào)運(yùn)用情況調(diào)查報(bào)告[R].2013.