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HXN5型内燃机车制动系统空气管路冻结的 原因分析、处理方法及预防措施

轨道交通 | 发布时间:2018-12-14 | 人气: | #评论# | 本文关键字:HXN5,内燃机车,制动系统,冻结
摘要:1 故障现象 HXN5型内燃机车在海拉尔东站挂头后总风缸充不起来风(最高600KPa),列车管最高480KPa,风泵始终泵风,空气压缩机(以下称空压机)安全阀始终排风,无法处理。该机车入库后解体

1   故障现象

HXN5型内燃机车在海拉尔东站挂头后总风缸充不起来风(最高600KPa),列车管最高480KPa,风泵始终泵风,空气压缩机(以下称空压机)安全阀始终排风,无法处理。该机车入库后解体检查空压机出风管路,发现空压机与总风缸之间管路被冰堵塞,该管内径为50mm;解冻后在总风缸内排出5公斤水,启机试验空压机泵风良好。

在该故障发生后,对支配的20台HXN5机车总风缸来风管解体检查,检查结果如表1:

   车号

 

解冻日期

0065

0068

0069

0081

0082

0137

0138

0143

0144

0146

0149


09年12月30日

有5mm厚的冰

有5mm厚的冰

有5mm厚的冰

冻结管径1/2左右

冻结管径1/2左右

冻结管径1/2左右

冻结管径1/2左右

冻结管径1/2左右

冻结管径1/2左右

冻结管径1/2以上

有5mm厚的冰


10年1月20日

管内有霜,没有冰

3mm厚的冰

3mm厚的冰

5mm厚的冰

3mm厚的冰

5mm厚的冰

3mm厚的冰

3mm厚的冰

5mm厚的冰

管内有霜,没有冰

5mm厚的冰














表1:        HXN5部分机车总风缸来风管两次冻结情况表

 

2   原因分析

我们知道,制动系统的气体来源于空气压缩机的压力空气,压缩空气中普遍含有一些固体的、液体的杂质。其中空气中的水蒸气经空气压缩机压缩后,其浓度按压缩比成倍增加,再经空气压缩机气冷却器冷却,一部分水蒸气变成水分后经气水分离器将液态水分离出来并收集在底部的腔体内,经排水阀排出系统。而另一部分仍然以水蒸气的形式经过机车外部空气管路继续冷却。由于其湿度、压力、容积、流速的变化,一部分又变成水分,在总风缸来风管中、总风缸等处凝结,还有极少部分经总风缸后进入制动系统管路及各控制阀内。这些凝结的水分若不及时排除,在低温下就会冻结。机车制动系统易冻结部位为空压机与总风缸连接管(1总风缸来风管)、1总风缸进气口、总风缸自动排水阀、总风缸放气塞门、空气精滤器等处。造成空气制动系统冷却水不能及时排除的主要原因如下:

2.1空压机气水分离器排水阀不良

空压机气水分离器位于通过惯性作用将压缩空气中的液态水分离出来并收集在底部的腔体内。机车在压缩机运行时,提供一个50秒一次周期性的控制信号给排水阀,排水阀接收到信号后将收集起来的水排出。如果排水阀出现故障,液态水排不出去,水就会随压缩空气在制动系统管路中继续流动。

2.2管路设计不良

1号总风缸来风空气管路设计不合理,空气管路在车体外布置较长,接头及弯管处所较多,由于北方冬季外部环境气温较低,空压机出口高温空气在管路内壁流动,尤其是流经管路接头处所时不断冷凝结晶,长期就会从该管路接头处所逐渐冻结成冰,并逐渐延伸至总风缸进气口处。如果不及时解冻,就会造成整个管路全部冻结。(如图1、2)

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图1总风缸来风管接头冻结情况           图2总风缸进气口冻结情况

2.3总风缸自动排水阀不良

HXN5型内燃机车两个总风缸端部均安装自动排水阀,如果电加热器及自动排水阀故障,产生的冷凝水不能自动、及时排出,机车又由于长交路不能手动进行排水,冷凝水就会在自动排水阀中冻结。

2.4空气干燥器不良

空气干燥器的作用是去除压缩空气中的湿气。压缩空气经过干燥器时,空气中的水蒸气被干燥剂吸附,经过再生阀,部分干燥后的压缩空气反向通过另一组干燥塔,使其中潮湿的干燥剂颗粒释放水分,得到再生。发生再生的过程的干燥塔通过排气阀与大气连通,其中干燥的空气在吸收干燥剂中的水分后被排向大气。再生过程结束时,排气阀关闭,内部压力增大,这时进气阀被切换过来,再生关闭,原来的干燥、再生过程在互换进行。切换动作由一组常闭电磁阀控制。空气干燥器有两个排气口聚结器排放阀和排气阀。在干燥器循环的前半段,空气从聚结器排放阀排出。在循环的后半段,没有排放气流,大约每分钟就有空气流从排气阀排放出来,随后是轻微(持续)的净化空气排放。空气干燥器主要由过滤器、过滤器排水阀、进气换向阀、排气阀、干燥塔、干燥剂、再生换向阀、流出换向阀、控制电磁阀等组成,上述部件及线路、管路故障都会造成压缩空气得不到净化和干燥。

2.5日常空气制动系统管路的水分得不到彻底排出

由于机车长交路的影响,机车长时间牵引运行时,空气制动系统管路中的水蒸气凝结成水分并进入空气精滤器、总风缸放气塞门EPCU总风过滤器等处,机车入库时水分得不到及时排出而逐渐冻结,并造成这些排污阀、放气阀等堵塞,严重的会造成管路堵塞及阀体冻裂。

3   处理方法及预防措施

3.1 整修制动系统

3.1.1加装电加热装置或定期检查管路:空压机与1总风缸连接管管路在外暴露较长,而且接头处所经常先发生冷凝结晶,并逐渐造成整个管路冻结,因此在该管路加装电加热装置。如果不能加装电加热装置或装置不良,应定期对该管路进行人工解冻。我段在2010年元月20日前分别对支配的HXN5的机车重新解体检查,检查的部分机车结果如表一。从表一中可以看出,如果不加装电加热装置,总风缸来风管每20天解冻,可以避免整个管路管径全部冻结堵塞。所以,对加装电加热装置的在机车入库时只要检查加热装置是否正常,对没有加装电加热装置的,在冬季每20天解体管路进行一次解冻。

3.1.2结合修程更换制动系统部件:按照HXN5机车维护原则每年更换干燥器滤心、空气精滤器、EPCU总风过滤器滤心。

3.2  对制动管路进行排水

3.2.1日常排水:机车入库时打开总风缸安全阀下部放气塞门及空气滤清器排污阀进行排水。

3.2.2定期排水:结合机车92、184等修程打开EPCU总风过滤器排污阀进行排水。

3.3日常检查

3.3.1检查空压机气水分离器状态:气水分离器排水阀由排泄电磁阀发出一个压缩空气信号驱动排泄阀并排出冷凝水,该排水阀为50秒一排水。在机车日常入库时检查该阀,如果每50秒能听到排气声音,则正常排水;如果听不到,立即提票进行更换。

3.3.2检查总风缸自动排水阀状态:自动排水阀为一段时间进行自动排水,机车入库时自动排水阀也可以进行手动排水,手动排水时,顺时针旋转手柄直至按钮抵住手柄,即可打开手动排水口,若正常排水,则自动排水阀正常、没有冻结。同时在入库时检查加热器状态,如加热器不热应提票进行更换。

3.3.3检查干燥器状态:干燥器指示器蓝色表示干燥器功能正常。淡紫色、白色、黄色或褐色表明干燥器有可能损坏,需要进一步检查。在机车入库时要检查干燥器指示器、加热器是否正常(外温低于4℃自动加热);检查电源线、加热器电缆等接线是否正常,控制管路是否有损坏。


责任编辑:HXN5内燃机车
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