客车空调装置制冷效果差的原因及对策论文.pdf
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1、湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)客车空调装置制冷效果差的原因及对策目录刖H.4一、制冷装置的概况及其工作原理.51.客车与空调客车.52.客车空调的发展.53.我国铁路客车空调装置基本参数.64.空气调节装置的组成.85.空调制冷机组的类型.96.客车的空气调节.107.蒸气压缩式制冷原理.108.单级蒸气压缩式制冷的理论循环的形式.129.制冷压缩机的类型及工作原理.1310.换热器、各种连接设备.15二、空调制冷效果差的原因分析及处理.181.空调不制冷原因分析.182.空调机组及配电柜中修工艺流程图.193.空调机组及配电柜中修作业.194.空调机组修质量保证期规定.255.客车
2、空调中修检修标记式样.25后语.26参考文献.27第1页共27页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)客车空调装置制冷效果差的原因及对策摘要:随着高科技的发展,现代化快速列车在铁路交通运输中扮演着越来越重要 的角色,特别是为了适应调整客运和重载货运的需要,不断引进和吸收国外先 进技术和工艺,涌现了一批新机型。与此相适应,列车高度与编组计算机系统、铁路信号与通讯系统得到迅速发展,有力地保障了铁路迅速、快捷、准确的需 要。但是,铁路运输是一项繁重的工作,铁路工程是一项重大的系统工程,铁 路的运转是机械、建筑、电子、通讯等众多高科技领域的集成,需要大量人力、物力、财力投入,因此,客车空调的检修与日
3、常保养是关键。本文通过研究客车制冷装置的设备组成与工作原理,在此基础上,探讨了 空调制冷装置效果差的原因,并提出了切实可行的处理办法。关键词:客车空调装置 制冷效果 原因分析第2页共27页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)客车空调装置制冷效果差的原因及对策Abstract:With the development of high-tech,modem express train on the railway transportation plays an increasingly important role,especially in order to meet the needs o
4、f the adjustment of passenger and freight overloading,constantly introducing and absorbing foreign advanced technology and craft,have produced a batch of new models.Corresponding to this,height and marshalling train computer system,railway signal and communication system has been developed rapidly,e
5、ffectively guarantee the need of railway quick,quick,accurate.But,is a heavy work of railway transportation,railway engineering is an important system engineering,railway operation is machinery,construction,electronics,communication,and many other high-tech field of integration,need a lot of manpowe
6、r and material resources and financial resources into,therefore,passenger car air-conditioning maintenance and daily maintenance is the key.This article through studies and coach the equipment composition and working principle of the refrigeration unit,on this basis,this paper analyses the causes of
7、 poor air conditioning refrigerating effect,and puts forward the feasible treatment method.Keywords:Passenger train conditioning refrigeration effect cause analysis第3页共27页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)客车空调装置制冷效果差的原因及对策刖言铁路是国家重要的基础设施,国民经济的大动脉,在现代化建设中占有重要 的地位,是国民经济高速发展的保障。为了适应车辆空调制冷技术的发展,及时 反映铁路车辆制冷与空调技术的最新发展动态
8、。本文针对客车空调装置制进行了 分析与研究。本文共分两部分来论述,本文论述了我国客车空调的构造、作用、原理;介 绍了客车空调检修技术、检修方法、工艺装备;阐述了机车车辆机构、零件、设 备以及机电系统的维修保养,内容翔实、重点突出、操作性强。第一部分叙述了 制冷装置的组成及工作原理、制冷压缩机的类型及工作原理、换热器及各种连接 设备在制冷系统的所产生的作用。第二部分分析了客车空调制冷效果差的原因分 析及处理。对于论文不妥之处,敬请指正。第4页共27页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)客车空调装置制冷效果差的原因及对策一、制冷装置的概况及其工作原理1.客车与空调客车按照结构特点和用途,铁路客
9、车主要分以下几种形式:软座车、硬座车、软 卧车、硬卧车、餐车、行李车、邮政车、公务车、试验车及维修车等等。客车主 要由走行部、制动装置、车钩缓冲装置、车体和车内设备等五大部分组成。客车内部设备主要指客车为旅客旅行所提供的必要设备,例如给水装置供给 盥洗室及厕所等处的冷水和温水,采暖装置保证冬季车内具有适当的温度,通风 及空调装置保证车内所需的温度、湿度及新鲜空气量,车电装置提供车内电灯、电扇、广播等各种电气设备及其电源,另外还有座椅、茶桌、卧铺等。根据车内空气参数的改变方式,客车分普遍客车和空调客车两种。普通客车 在冬季时一般采取燃煤锅炉温水循环采暖,在夏季则利用自然通风器、活动车窗 和电扇通
10、风换气。空调客车车内参数的改变依靠专门的空气调节装置来实现,为 了提高空调客车的采暖能力和停用空调机组时的通风换气性能,部分空调客车上 还配有完整的自然通风装置和独立的采暖装置。空调客车车内空气参数参考值见表1一1。表1空调客车车内空气参数季节项目夏季冬季温度范围(C)24-2818-22湿度范围()70木30微风速(m/s)0.25-0.40.02-0.25新鲜空气量n?/(h 人)20-2515-20空气含尘量(mg/n?)112.客车空调的发展(1)国内外铁路客车及其空调系统的发展中国铁路拥有十分辉煌的过去。然而,随着中国航空业的重组和大量高速公 路的修建,航空运输和长途公路运输开始兴起
11、,到1996年,中国的公路客运量甚 至超过了铁路客运量。从1997年开始,中国铁路开始进行全国性的铁路提速。此 第5页共27页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)客车空调装置制冷效果差的原因及对策后中国铁路经过了几次提速,到2003年客车最高运行时速已经达到了 200公里以 上。在国外,高速铁路客车发展非常迅猛。例如,法国的高速铁路技术是一种比 较成熟的技术,高速铁路(TGV)(Train a Grande Vitesse法文超高速列车之意)已达到每小时513公里的实验速度。而日本也正在开发”21世纪之星高速列车,这种列车除时速达350公里的超高速外,在性能上较以往有大幅度的提高,还具 有
12、乘坐舒适和车内安静的特点。德国将磁悬浮列车作为未来的新型交通工具,几 年内这种列车最高时速将达到400公里。国内外高速铁路客车的发展告诉我们,铁路即将进入一个高速时代。为适应 铁路高速化的要求,必须对现有的空调系统进行改进或提出新的空调理念。(2)铁路高速化对客车空调装置提出的挑战与普通空调客车相比,高速空调客车无论是速度还是设计结构都有较大区别,因此只有针对高速客车的实际情况设计研制适宜的空气调节系统,才能保证客车 内达到所要求的空气参数和空气品质,为旅客提供舒适的旅行环境。3.我国铁路客车空调装置基本参数(1)机组型号KLD29 IKLD29IIKLD40型式车顶单元式(平底前出风)电源主
13、回路三相交流380V 50Hz控制回路单机交流220V 50Hz制冷量29.1kW40.7Kw总风量m3/h(高速/低速)4500/30006000/4000新风量m3/h(高速/低速)1000/7501500/11002000/1300制冷剂R22制冷剂充注量4 kgX25.5 kg X 2功率约 14 kW约 18 kW重量约 750 kg约 900 kg外形尺寸(mm)长 2100 X 宽 2280 X 高 6502800X2280X650构架材质SUS304/lCrl8Ni9Ti(2)压缩机第6页共27页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)客车空调装置制冷效果差的原因及对策KLD2
14、9 I、IIKLD40产地日本三菱美国 COPELAND日本三菱美 国COPELAND型号JH514YZKT0500-TFB-522JH519YZEKT90-TF0-510功率3.75kWX23.73kWX25.5kWX25.6kWX2转速2800转/分(3)冷凝器KLD29 I、IIKLD40冷却方式风冷型 式铝肋片套铜管冷凝 风机型号KT51 II No7AKT60 No6A功率1.5kWl.lkWX2转速960 r/min风叶(1)700 10 叶片(1)600 8 叶片风量1 0000m3/h8 000m3/h电机Y112M-6数量轴流式1台轴流式2台(4)蒸发器(两个系统共用)KLD
15、29 I、IIKLD40型式铝肋片套铜管型号多叶片离心式双联、双速、水平出风功率1.8kW/1.3kW转速1450/960 r/min流量4500/3000m3/h6000/4000 m3/h第7页共27页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)客车空调装置制冷效果差的原因及对策节是调节和控制空气品质的一门技术。一般来讲客车空调由通风系统、空气冷却系统、空气加热系统、空气加湿系统和自动控制系统组成。我们以YZ25型车为 例阐述上述各部分。(1)通风系统通风系统由离心式通风机、滤尘装置、送风道、回风道等组成,它起着空气 的滤清、输送及分配等作用。离心式风机将车外新鲜空气由新风口吸入,并与由 回风
16、道来的再循环空气混合,经滤尘网滤清灰尘和杂质后,送入蒸发器和预热器,然后再送入送风道,经由各送风口均匀送入车内,其中一部分进入回风道作再循 环空气用。一部分经排风扇排出车外,以保持客车内空气的洁净度和空气的流动 速度。第8页共27页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)客车空调装置制冷效果差的原因及对策(2)空气冷却系统空气冷却系统由压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、通风机等许多部件组 成。一般采用蒸汽压缩式制冷设备的蒸发器作为空气冷却器,夏季制冷设备工作 时,由通风机吸入的空气经冷却器冷却后送入客室,以保证夏季客室的温度达到 规定的控制指标。(3)采暖系统空调客车的采暖方式主要有电热式和温
17、水锅炉循环两种(温水锅炉循环式的 结构和普通客车相同)。电热式采暖主要由空气预热器和电加热器两部分组成,前 者安装在空调机组里,主要是对进入车内的新鲜空气进行预热;后者分别安装在 客车侧墙的下端,对客室内热损失进行补偿,在空气预热器顶部装有过热温度保 护器和熔断器,两个安全保护装置。(4)自动控制系统自动控制系统由自动调整和控制空气参数的各种仪表及设备组成。5.空调制冷机组的类型目前世界各国铁路客车使用的空调机组类型较多,不同国家和地区选用不同 形式的空调机组。我国从20世纪60年代铁路客车开始安装、试验空调机组,到 目前为止已有很大发展。制冷机组从开启式压缩机空调机组发展到半封闭压缩机 空调
18、制冷机组(分装式),1980年以后兴起了全封闭式压缩式空调机组(车顶单元 式空调制冷机组)。目前单元式空调制冷机组形成了系统。(1)分装式空调制冷机组国产的空调客车1980年之前主要采用分装式空调制冷机组,其特点是将半封 闭式制冷压缩机、冷凝器、冷凝风机、储液筒集中装在一个箱内,并悬吊在车架 下,而将通风机、蒸发器、膨胀阀、过滤器、干燥器、空气预热器等组成一个箱 体安装在车顶部,并用铜管将两部分连接组成循环制冷系统。目前这种分装式空 调制冷机组用得较少。另一种分装式空调制冷机组是开启式或半封闭螺杆式压缩 机空调制冷机组。从德国进口的空调客车的MAB II型空调制冷机组也属于分装 式空调制冷机组
19、。(2)车顶单元式制冷机组车顶单元式空调制冷机组是将压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、通风机、冷凝风机、空气预热器等组装在一个箱内,组成一个独立空调制冷单元体,并安 装在车顶上,装置风口用软道与车内主风道连接。单元式空调机组的底部形状不 同,有的底部是平面的,有的底部是为圆弧的。第9页共27页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)客车空调装置制冷效果差的原因及对策6.客车的空气调节铁路旅客列车常年奔驰在大江南北,长城内外,气候变化很大,天冷要保暖,天热要降温,再加上车上人员聚集,人均占有空间很小,车内的空气调节就尤为 重要。在铁路初创时期,旅客乘火车很受罪,夏天还好说,运行的列车打开车窗可
20、以降温;冬天就惨了,车上没有任何采暖设备,车内外温度差不多。旅客虽然穿 很多衣服却越坐越冷,旅途实在难熬。直到十九世纪五十年代,才设法在车内取 暖。到十九世纪七十年代,改用火炉在车厢里取暖。十九世纪末,二十世纪初,开始采用蒸汽取暖,列车的保温才大有改观。目前,我国客车上广泛采用单车独立锅炉温水循环供暖装置,多使用烧煤锅 炉。后来又研制生产了几种燃油采暖锅炉。这种锅炉减轻了列车员的劳动强度,能够实现温度的自动控制,热效率也比燃煤锅炉高。7.蒸气压缩式制冷原理所谓制冷,也就是人工制造冷源,例如:冷库库稳要求保持-18 C,而冷库 周围环境温度比-18。C要高,这样外界的传热及库内货物、设备等的发热
21、,要想 保持-18。C,就必须不断从库内把热量移出去防给温度较高的周围环境。为了把 热量从低温物体传向高温物体就必须借助人工制冷。这种人工制造冷源的核心就 是制冷机。制冷机每小时从冷库移出的热量称之为“制冷量”。人工制冷的温度 是由使用对象的要求决定的,其极限值为-273.15。C(即0K)。制冷温度范围的不 同。一般将制冷的温度范围划分成两部分:1.高于-100。C称普通冷冻(简称普 冷)2.低于-100 C称为深度冷冻(简称深冷)我们通常遇到的是普冷范围,而 在普冷范围内的制冷技术,目前主要是用蒸汽压缩式制冷机即蒸发制冷的原理。所谓蒸发即液体变为气体的汽化过程。在制冷技术中,习惯将液体的沸
22、腾称作“蒸 发”,所以把利用制冷剂沸腾吸热制冷称为“蒸发制冷”。如何来实现蒸发制冷?把装有氨液的密闭容器放在冷室中,冷室温度假设 为0 C,容器内氨液温度也为0 C,其对应饱和压力P=4.379Kg/cm2,由于有外 界传热及库内货物等发热Q,要维持冷室的0 C就要制冷。将存有氨液的容器与 大气相通,压力由4.379kg/cm2降至lkg/cm2,温度由0 C降至-33.4 C,其制 冷能力为Q0。如果Q0Q,则冷室温度下降,如果Q0=Q,则冷室维持0 C,若Q0VQ,则冷室要升温。只要容器内有足够的氨液,有足够的传热面积,蒸发 制冷就能连续进行。这个容器由于是制冷剂液体在其中吸热蒸发所以叫“
23、蒸发器”。上述的方法是氨液蒸发完制冷就结停止,并且氨气放入大气既不经济也不安全所 以是不实用的。有什么办法能使氨气再循环?要使氨气循环使用,就要使氨气 第10页共27页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)客车空调装置制冷效果差的原因及对策再变成氨液,由气体变成液体叫凝结(也叫冷凝),凝结是和蒸发相反的过程,是 放出凝结潜热的过程。对于-33.4 C的氨气要在1个大气压凝结,其凝结温度(冷 凝温度)也是-33.4 C,因此,要使其凝结,必须要有一个低于-33.4 C的冷却物。显然自然界是困难的。所以这个冷凝过程无法自发进行,必须认为制造一个条件,使氨气在较高的温度下凝结,使其温度高于周围温度
24、,如环境温度为30 C,则 使其温度升至30 C以上,在高于环境温度的情况下就能实现放热凝结成氨液。如何使氨气温度升高呢?根据制冷剂的物理化学性质,气体压力升高,温度 也一定升高的原理,可用压缩机将低温低压的氨气压缩成高温高压的氨气,然后 在冷凝器中因高于冷却介质的温度而被冷凝成高压高温液体。由冷凝器出来的高 压高温氨液直接进入蒸发器不能制冷,必须进行降压(制冷剂的特性是降压就会 降温)。降压方法很多,一般常用节流阀(膨胀阀),高温高压的氨液经节流阀就 开始降温降压(此时压缩机必须工作),低温低压的氨液进入蒸发器就又能继续制 冷了。综上所述,实现连续制冷循环,必须由四个主要设备所组成,即压缩机
25、、冷凝器、蒸发器、节流阀。通过这种循环,热量就能从低温的被冷却物(如 冷库、冷冻食品)传递到高温饿冷却介质(如水、空气)。制冷剂在制冷循环中没 有消耗(若不考虑渗漏等原因),仅压缩机消耗了功L。这部分功是以热量的形式 连同从被冷却物中取出的热量Q0并通过冷凝器传给了冷却介质。由此可见,消 耗功是人工制冷必须付出的代价。从蒸发制冷原理可以知道,在制冷循环中制冷 剂的压力、温度是不断变化的,其相态也是在变化的,在这种相态变化中伴随着 功与热量的转换。因此研究制冷剂的热力性质及其状态变化过程中热能于机械能 之间的转换规律是十分重要的。也正是工程热力学和传热学的研究对象。因此,工程热力学和传热学是、制
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