第二章-電力機車風源系統(tǒng)課件

第二章電力機車風源系統(tǒng)1電力機車空氣管路系統(tǒng)按其功能可分為：①風源系統(tǒng)；②制動機氣路系統(tǒng)；③控制氣路系統(tǒng)；④輔助氣路系統(tǒng)。風源系統(tǒng)的作用：生產(chǎn)、儲備、調(diào)節(jié)控制壓力空氣，并向全車各氣路系統(tǒng)提供所需的高質(zhì)量的，潔凈、穩(wěn)定的壓力空氣。第一節(jié)概述2一、風源系統(tǒng)的構(gòu)成SS系列電力機車風源系統(tǒng)包括：主空氣壓縮機組、壓力控制器、總風缸、止回閥（或逆流止回閥）、高壓安全閥、無負載啟動電空閥、空氣干燥器（或油水分離器）、塞門及連接管等組成。二、SS系列及HXD系列電力機車風源系統(tǒng)31、SS4改型電力機車風源系統(tǒng)SS4改型電力機車風源系統(tǒng)分為：壓縮空氣的生產(chǎn)壓縮空氣的壓力控制壓縮空氣的凈化壓縮空氣的儲存總風的重聯(lián)452、SS9型電力機車風源系統(tǒng)6SS9型電力機車的風源系統(tǒng)分為：壓縮空氣的生產(chǎn)壓縮空氣的壓力控制壓縮空氣的凈化壓縮空氣的儲存壓力空氣的風源保護783、HXD3型電力機車風源系統(tǒng)9HXD3型電力機車風源系統(tǒng)分為兩個相對獨立的部分：一部分為主空氣壓縮機組、主空氣干燥器等組成的主風源系統(tǒng)；一部分為輔助壓縮機組、輔助干燥系統(tǒng)、風缸及連接管路等組成的輔助風源系統(tǒng)。HXD3型電力機車主風源系統(tǒng)由主空氣壓縮機組、壓力控制器、安全閥、主空氣干燥器、微油過濾器、總風缸安全閥、總風缸、止回閥、限流閥、折角塞門及連接管路等組成。第二節(jié)VF-3/9型空氣制動機10SS4改型電力機車采用的是VF-3/9型空氣壓縮機。該壓縮機為四缸、V形排列、中間冷卻、兩級壓縮、活塞式空氣壓縮機。一、VF-3/9型空氣壓縮機的構(gòu)造VF-3/9型空氣壓縮機包括：

1、運動機構(gòu)2、空氣壓縮系統(tǒng)3、潤滑系統(tǒng)4、冷卻系統(tǒng)11二、VF-3/9型空氣壓縮機的空氣壓縮系統(tǒng)作用過程12當?shù)蛪夯钊逻\動時，氣缸容積增大，氣壓減小，進氣閥在大氣壓力作用下被打開，空氣經(jīng)消聲器和進氣閥進入氣缸；當活塞往上運動時，氣缸容積縮小，壓力升高，進氣閥自動關(guān)閉不再吸氣，隨著活塞繼續(xù)往上運動氣缸內(nèi)空氣壓力不斷升高，當壓力高于排氣閥彈簧力和排氣管道中壓力空氣所產(chǎn)生背壓的合力時，排氣閥開啟經(jīng)一級壓縮的空氣排入集氣箱；經(jīng)過冷卻的壓力空氣進入高壓氣缸，進行二級壓縮（其過程同上），然后排入機車總風缸。如此周而復(fù)始，外界大氣不斷吸進空氣壓縮機低、高壓氣缸，又不斷被壓縮，源源不斷地進入總風缸，使機車總風缸中的空氣壓力逐漸升高。三、VF-3/9型空氣壓縮機的維護與保養(yǎng)13應(yīng)經(jīng)常檢查潤滑油油位，及時補充潤滑油。每班在空氣壓縮機啟動后檢查潤滑油壓力應(yīng)在150~350kPa范圍之內(nèi)。新空氣壓縮機運轉(zhuǎn)50h后需要更換全部潤滑油，以后每運轉(zhuǎn)500h更新全部潤滑油。每運轉(zhuǎn)500h檢查并更換消聲器中紙質(zhì)濾芯，檢查并清洗氣閥和濾油器，對易損零件片閥、彈簧、活塞環(huán)應(yīng)及時更換。每運轉(zhuǎn)1000h檢查和清洗油泵。每班應(yīng)開啟中間冷卻器的排水閥兩次。潤滑油應(yīng)采用N68、N100號壓縮機油或者13號（冬季）、19號（夏季）壓縮機油。應(yīng)定期檢查空氣壓縮機上的螺栓、螺母等緊固件有無松動，檢查各處是否存在漏泄，并定期校驗檢查油泵油壓表。14第三節(jié)TSA-230AD型螺桿式空氣壓縮機和V-2.4/9型活塞空氣壓縮機15一、TSA-230AD型螺桿式空氣壓縮機（一）概述TSA-230AD型螺桿式空氣壓縮機是SS9型機車獨立通風機車專門開發(fā)的下排風式螺桿壓縮機，其主要特點有：①效率高②振動小③噪聲低④動轉(zhuǎn)平穩(wěn)⑤可靠性好⑥易損件少⑦維修成本低16（二）工作原理TSA-230AD系列空氣壓縮機是一種雙軸回轉(zhuǎn)容積式壓縮機，電機（采用FS200-2型驅(qū)動電動機，其額定電壓為380

V

）通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動壓縮機轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子為兩個互相嚙合的螺桿，具有非對稱的嚙合型面，并在一個鑄鐵殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，其壓縮原理為四個過程：1、吸氣過程2、封閉及輸送過程3、壓縮及噴油過程4、排氣過程17181、吸氣過程19當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，主、副轉(zhuǎn)子的齒溝在轉(zhuǎn)至進氣口時，其空間最大，轉(zhuǎn)子的齒溝空間與進氣口自由空氣相通。外界空氣即被吸人，沿軸向流人主、副轉(zhuǎn)子的齒溝內(nèi)。當空氣充滿了整個齒溝時，轉(zhuǎn)子齒溝之進氣側(cè)端面轉(zhuǎn)離了機殼之進氣口，在齒溝間的空氣即被封閉，以上為“進氣過程”。2、封閉及輸送過程20主、副兩轉(zhuǎn)子在吸氣終了時，主、副轉(zhuǎn)子齒峰與機殼封閉，此時空氣在齒溝內(nèi)閉封不再外流，即“封閉過程”。兩轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動，齒峰與齒溝在吸氣端吻合，吻合而逐漸向排氣端移動，此即“輸送過程”。3、壓縮及噴油過程21在輸送過程中，嚙合面逐漸向排氣端移動，嚙合面與排氣口間的齒溝空間逐漸減小，

齒溝內(nèi)氣體逐漸壓縮，壓力提高，此即“壓縮過程”。壓縮的同時，潤滑油亦因壓力差的作用而噴入壓縮室內(nèi)與空氣混合。壓縮機憑借其自身所產(chǎn)生的壓力差不斷向壓縮室及軸承噴入潤滑油。潤滑油主要有三個作用：22潤滑作用：潤滑油可以在轉(zhuǎn)子之間形成油膜，避免了轉(zhuǎn)子間的接觸，減少摩擦。密封作用：潤滑油產(chǎn)生的油膜能對壓縮空氣起到密封作用，提高了壓縮機的容積效率。冷卻作用：由于潤滑油吸收了大量的壓縮熱，使壓縮過程接近于等溫壓縮，降低了壓縮機的比功率。另外還能降低高頻壓縮機產(chǎn)生的噪音。4、排氣過程23當轉(zhuǎn)子的壓縮氣腔(齒溝)轉(zhuǎn)到與機殼排氣口相通時(壓縮氣體壓力最高)，被壓縮的氣體開始排出，直至齒溝的嚙合面移至排氣端面，此時兩轉(zhuǎn)子的嚙合面與機殼排氣口間之齒溝空間為零，即完成“排氣過程”。

與此同時，轉(zhuǎn)子之嚙合面與機殼進氣口之間的齒溝長度又達到最長，其吸氣過程又在進行。（三）系統(tǒng)流程24TSA-230AD系列壓縮機系統(tǒng)包括空氣系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)?？諝庀到y(tǒng)流程空氣系統(tǒng)由空氣濾清器、進氣閥、油氣筒、油細分離器、壓力維持閥和后部冷卻器組成?？諝狻諝鉃V清器5→進氣閥6→主壓縮室壓縮并與潤滑油混合→油氣筒7→油細分離器8→壓力維持閥9→冷卻器10→使用系統(tǒng)中。25主氣源通路中各組件功能說明：(1)空氣濾清器：26(2)進氣閥27①進氣止回閥：防止從油氣筒回流至進氣閥的含油空氣排人大氣。避免因壓縮空氣倒流造成空氣壓縮機轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)。②卸壓閥：當壓縮機停機后，該閥能在很短時間(約14

s)內(nèi)將油氣筒內(nèi)壓力卸至300kPa以下，以保證空氣壓縮機在低負荷下再次啟動，有利于電機的正常工作。溫度開關(guān)當排氣溫度達到溫度開關(guān)所設(shè)定之溫度值時，則溫度開關(guān)斷開而停機。油氣筒28(6)安全閥當機車上的主風缸壓力開關(guān)調(diào)節(jié)不當或失靈而致使油氣筒內(nèi)壓力比額定排氣壓力高出200

kPa以上時，安全閥即會自動起跳而泄壓，使壓力降至設(shè)定的排氣壓力以下。29(7)壓力維持閥30功能主要為：①啟動時優(yōu)先建立起潤滑油的循環(huán)壓力，確保機器的潤滑。②壓力超過(600±50)kPa之后方行開啟，可降低流過油細分離器的空氣流速，除確保油氣分離效果之外，并可保護油細分離器避免壓差太大而受損。③止回功能：當停機后油氣筒內(nèi)壓力下降時，防止主風缸內(nèi)壓縮空氣回流。(8)壓力開關(guān)進氣閥閥座內(nèi)壓力超過400

kPa時，壓力開關(guān)斷開。隨著油氣筒內(nèi)的壓力被卸壓閥快速卸除，進氣閥閥座內(nèi)壓力也降低，當壓力降至300

kPa時，壓力開關(guān)恢復(fù)接通，此時壓縮機才能再次啟動，保證了電動機在低負載下啟動，壓縮機再次啟動的最短時間間隔。(9)后冷卻器冷卻壓縮空氣，將排氣溫度控制在環(huán)境溫度+15℃以下。312．潤滑油系統(tǒng)流程32潤滑油系統(tǒng)由油細分離器、溫控閥、油冷卻器和油過濾器等組成。（潤滑油）油氣筒→溫控閥口→油冷卻器→油過濾器→機體下部→壓縮室（冷卻壓縮

空氣）

→機體兩端（潤滑軸承組）→壓縮機室底部→油氣筒。油路上各組件功能說明(1)油冷卻器(2)油過濾器33(3)油細分離器將壓縮空氣中所含霧狀油氣完全濾去。在更換油細分離器時，須使用專用工具鏈鉗或帶鉗。34(4)溫控閥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(nèi)凝結(jié)而乳化潤滑油。溫度76→85全開353．冷卻系統(tǒng)36冷卻系統(tǒng)由離心風機、蝸殼、油冷卻器和后部冷卻器組成。冷卻空氣由冷卻風機抽入，由蝸殼導(dǎo)向吹過油冷卻器和后部冷卻器的散熱翅片，同時冷卻壓縮空氣及潤滑油。37(四)電

機38TSA-230AD型螺桿式空氣壓縮機的電機型號為FS200—2AB，是專為逆變器供電方式設(shè)計的。第四節(jié)SL22-47型螺桿式空氣壓縮機39HXD3型電力機車采用兩臺SL22-47型螺桿式空氣壓縮機組作為系統(tǒng)風源。SL22-47型螺桿式空氣壓縮機具有溫度、壓力控制裝置，可以實現(xiàn)無負荷啟動。冷卻器排風口向下，向車內(nèi)排風?？諝鈮嚎s機組的開停狀態(tài)由總風壓力開關(guān)進行自動控制，也可以通過手動按鈕強行控制開停。（一）技術(shù)參數(shù)（二）空氣壓縮機組成SL22-47型螺桿式空氣壓縮機組的主要部件包括三相電機、壓縮機、彈性支座（FI）、電氣系統(tǒng)和空氣濾清器。其他控制部件功能如下：1、真空指示器2、溫度開關(guān)3、溫度傳感器4、啟動開關(guān)5、油加熱器40（三）工作原理螺桿式空氣壓縮機為間歇工作制。動作值為8.25kPa時啟動，達1000kPa時停止。螺桿式空氣壓縮機有兩個螺旋形的轉(zhuǎn)子?？諝廨斔蛶缀鯖]有波動，1000kPa的壓縮空氣壓力是一級壓縮產(chǎn)生的。其工作過程包括：1、空氣壓縮過程2、油循環(huán)過程3、其他41第五節(jié)壓力控制器42SS4改型、SS7E型、SS9型電力機車采用YWK-50-C型壓力控制器，設(shè)在電空制動屏柜內(nèi)。YWK-50-C型壓力控制器為鑄鋁殼體，防水型，其規(guī)格為0~1MPa。國產(chǎn)SS系列電力機車所采用的壓力控制器主要有YWK-50-C型壓力控制器和704型壓力調(diào)節(jié)器兩種。YWK-50-C型壓力控制器與704型壓力調(diào)節(jié)器的主要區(qū)別在于：空氣壓力傳感部分采用波紋管，較704型壓力調(diào)節(jié)器橡膠膜板壓力傳感器要敏感且壽命長；采用單端點的大開距開關(guān)替代雙斷點自行改造的小開距開關(guān)，使動作更加可靠，故障率下降。43一、作用原理44YWK-50-C型壓力控制器是利用杠桿，波紋管，調(diào)節(jié)彈簧以及切換差旋鈕內(nèi)的彈簧組成一個杠桿體系，并充分利用動觸頭和靜觸頭組成的單斷電大開距微動開關(guān)具有瞬動開閉的特點而設(shè)計的一種結(jié)構(gòu)簡單的壓力調(diào)節(jié)控制裝置。當被控壓力空氣的壓力上升或下降時，波紋管伸長或縮短，通過杠桿與撥臂，撥開微動開關(guān)，使觸動閉合或斷開而達到控制壓力空氣的目的。45二、調(diào)整與使用1、安裝與調(diào)整方法2、調(diào)整注意事項切換差旋鈕上的數(shù)字以及調(diào)節(jié)桿和指針在標尺牌上數(shù)值僅表示上、下限設(shè)定切換值的大小而非實際值，實際值由標準壓力表（即司機室內(nèi)總風壓力表）讀取。若欲控制壓力空氣不超過某一給定的壓力范圍，應(yīng)先調(diào)下限設(shè)定值（調(diào)整調(diào)節(jié)桿使指針在該壓力值上），后調(diào)上限設(shè)定值（調(diào)整切換差旋鈕使壓力上升至該壓力值時切換開關(guān)）。根據(jù)壓力控制器的使用情況，進行定期校對調(diào)整。3、調(diào)整示例46第六節(jié)空氣壓縮機的附件一、止回閥

2、逆流止回閥1、止回閥或單向閥47二、高壓安全閥當連接管路的壓力值大于彈簧3的整定值時，閥4上移開放通大氣口，因排氣口遠大于管路截面，使管路壓力下降，當降至低于彈簧3的反力后，將閥4壓回閥座7，關(guān)閉閥口。48三、總風缸四、空氣干燥器（一）DJKG-A型空氣干燥器空氣干燥器是利用干燥劑吸收壓力空氣中的水分并周期地將干燥劑中的水分除去并附有濾清裝置的組合設(shè)備。空氣干燥器分為雙塔式和單塔式。

DJKG-A型空氣干燥器（單塔式）只有一個裝有吸附劑的干燥筒和一個濾清筒。當機車主空氣壓縮機工作時，干燥器產(chǎn)生吸附作用；當空氣壓縮機停止運轉(zhuǎn)時，干燥器即自動產(chǎn)生再生作用。4950511、主要部件的構(gòu)造和作用干燥筒濾清筒電動排泄閥止回閥消音器塞門電動排泄閥的防凍裝置522、系統(tǒng)工作原理吸附干燥過程再生