地鐵車輛空壓機組成及控制邏輯

韓籽貞 潘浩 沈陽地鐵集團有限公司運營分公司

隨著我國經濟的不斷發展，各大城市的軌道交通建設均進入快速發展期，其中地鐵車輛的發展最為快速。空壓機是地鐵車輛制動系統的重要組成部件，對于地鐵車輛的運行安全性及舒適性尤為關鍵，所以空壓機的控制邏輯及檢修工藝相當重要，一旦空壓機出現故障，將會導致不能為制動系統及空氣彈簧供風，影響制動系統正常工作，還會導致車輛無法調平，影響乘客舒適度。

一、空壓機工作原理介紹

地鐵每列車配有2臺空壓機，根據單雙日進行主輔控制，單號日裝在單數車號的空壓機為主空壓機，雙號日裝在雙數車號的空壓機為主空壓機，正常情況下單臺空壓機能滿足整列車的用風需求，主空壓機工作即可，主空壓機出現故障無法工作、車輛狀態異常導致總風壓力降到空壓機雙啟設定值或者人為按壓強迫泵風按鈕時輔助空壓機工作。

二、地鐵車輛空壓機類型及組成

（一）螺桿式SL22 空壓機

SL22 型螺桿空氣壓縮機組包括空氣壓縮系統、潤滑油系統和冷卻系統。螺桿空氣壓縮機的螺桿組由2 個互相嚙合的螺旋形轉子（或螺桿）組成，通常把節圓外具有凸齒的轉子稱為陽轉子（或陽螺桿）；把節圓內具有凹齒的轉子稱為陰轉子（或陰螺桿）。陰、陽轉子具有非對稱的嚙合型面，平行安裝在一個鑄鐵殼體內作回轉運動。氣體經過干式空氣濾清器過濾，由陰陽轉子相互嚙合進行壓縮，壓縮后的氣體進入冷卻器進行冷卻，最后進行油氣分離后進入儲壓罐，為其他設備供風。

（二）活塞式VV120 空壓機

活塞式空壓機是一種緊湊型自承式法蘭裝置，具有模塊式結構，壓縮機內部由2個低壓氣缸與1 個高壓氣缸組成，W 形構造，形成兩級壓縮，工作時噪聲低、震動低。壓縮機的排量約為696L/min，工作轉速為1450rpm。主要由以下組件組成：帶三相交流電機的壓縮機組（A01）、軟管（A02）、12.0bar 的安全閥（A03）、測試接頭（A13）、空氣干燥設備（A03）、精細濾油器（A04）等。

三、空壓機的日常維護

（一）清潔和清洗工作

定期更換空壓機潤滑油，注油量要符合標準。潤滑系統的維護要認真負責細心嚴謹，要有容災備份和應急措施。

（二）定期檢查設備組件

定期檢查緊固各個螺栓，檢查傳感器，電腦的接插件，傳感器接觸是否良好。維護工作是設備正常運轉，避免故障的主要手段。

（三）更換保養件

定期對空壓機空氣過濾器芯、油過濾器等保養件進行更換，保證空壓機對于壓縮空氣、潤滑油具有良好的過濾效果。

四、空壓機控制邏輯

（一）網絡控制

當列車無故障正常運營的情況下，采用網絡控制壓縮機的啟動和停止。一般將空壓機根據日期設置為單雙日主從控制。當在一個拖車的壓縮機作為主壓縮機運行時，在另一個拖車的壓縮機作為從壓縮機備用。總風壓力低于7.5bar 時啟動主壓縮機，總風壓力低于7.0bar 時啟動從壓縮機，在總風壓力達到9.0 時停止壓縮機。

（二）壓力開關控制

在風源系統中設置1 個壓力開關，用于檢測總風管壓力值，并控制空壓機的啟動和停止。將壓力開關的下限值設置為7.0bar，上限值設置為9.0bar，當壓力開關檢測到總風壓力降低至7.0bar 時，硬線信號（壓力開關）控制2 臺空壓機啟動，2 臺空壓機均在總風管壓力高于9.0bar 時停止工作。

五、空壓機啟動邏輯及其優化

（一）空壓機的啟動邏輯

在當前設置下，奇數天的邏輯單位CAN1 是主空壓機，偶數天的邏輯單位can 2 是主空壓機。車輛的時間基礎由TCMS 主機地址_VCU（車輛控制單元）提供，該主機地址在VCU 啟動后執行總線傳輸，以同步整個電機控制單元的時間指定并定期發送（256MSL）。如果ATC（汽車列車）系統未出現故障且ATC 時間處于活動狀態，則VCU 實時時鐘將設置為“開”，以同步TCMS 系統中的微機器時鐘。當列車激活時，電機已在兩個CAN 網絡單元中展開，接收到存儲器的時間并作為電機的基礎，然后下一次更新并根據基本的內部未接地情況進行維護。

（二）空壓機的邏輯優化

考慮到制動系統檢測到總壓力低于主壓力和副壓力的啟動壓力值，只有在啟動命令通過驅動繼電器發出后才會激活，空氣處理系統優先于壓縮空氣的三相供應。

六、空壓機控制優化方案

（一）車輛控制單元VCMe 空氣污染控制改造

①：提高網絡條件，首次網絡檢查；對于電源壓力20 V，空壓機的啟動命令不輸出，因此= 28-KM01 型空氣壓機的啟動觸點不通電。注：當壓力小于700kPa 時，壓力開關仍為壓力傳感器的起始觸點供電=28-km 01/HMI 空壓機啟動指示燈提高了柵格壓力條件，空壓機顯示只要電源壓力20 V，它就不會啟動，無論= 28-KM01 型空氣壓機的啟動觸點是否通電。注：要接通壓力開關（= 28-A09）導致的空壓機接觸器，必須按下閉合按鈕。更改HMI 的I/o 接口顯示。“空心壓機操作”名稱更改為“空心壓機常開觸點”。注意：更改IO 信號代號以匹配原理圖中的實際邏輯。③edrm 記錄模式更改。修改edrm 記錄。在edrm 中，“中空壓機_H 的運行”更改為“中空壓機_H 的常開觸點”。注意：更改IO 信號代號以匹配原理圖中的實際邏輯。

（二）空壓機保護觸點電路優化

保護輔助觸點電路電壓（DC110V）較小（＜ 5mA），沖擊電流小，條件差，具有行業常用輔助觸點，且具有改進的最小端口功能。同時使用兩個dc 110 端口可提高最小端口容量，并提高機械運動中的冗馀性。我們選擇了一個4 針通用輔助觸點CA 4-40E，其中兩個電路連接了另外兩個不帶輔助觸點的觸點。這可以防止機械和電氣2中出現誤差，并提高可靠性。

七、結束語

TCMS 對子系統故障診斷邏輯影響到司機及檢修人員對故障的判斷，通過對空壓機控制原理及控制邏輯優化，降低系統故障率，切實提高空壓機運行可靠性。