CRH3C型动车组空调夏季常见故障诊断.pdf
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1、目录摘 要.1一、绪 论.21、空 调 在铁 路 上的 运 用.22、当今我国高 速 动车 组 空 调 系 统 简 介.3二、动车 组 空 调 技术.41、制冷原理.42、CRH3C型动车 组 空 调 系 统 分析.6三、CRH3C型动车 组 空 调 系 统 夏季常见 故障 判断方法.171、空 调 机组 正常工作的 特 点.172、故障 判断方法.17四、CRH3C空 调 系 统 夏季常见 故障 诊 断.211、制冷故障.212、特 征类 故障.243、电 控类 故障.264、特 殊故障 分析.27致 谢.30参考 文献.31This document is produced by tria
2、l version of Print2Flash.Visit www.print2 for more informationCRH3cCRH3c动车组空调夏季常见故障诊断摘要：动车 组 空 调 技术是动车 组 引进 的 十大配 套技术之一，是现 代轨 道 交通 车 辆 先进 技术的 重 要 体现。如若 动车 空 气调 节 系 统 出现 问 题，我们需 要 知 道 这 些故障 是怎么发生 的，如何判断这 些故障 存在，如何去确 认 它的 位置，对之后 的 空 调 检修有着 巨大的 帮助，掌握诊 断空 调 故障 这 项 技巧是非 常有必要 的。本文的 思路 是首 先引入现 今动车 组 空 调 系
3、统 的 发展现 状，介绍 其所运 用 的 制冷原理，挑选 典型车 型进 行 分析，了解 系 统 各部 件的 工作状 况，为之后的 制 冷工况系 统 故障 分析做出充分的 铺 垫；然后采 用 空 调 装 置 主要 故障 的 判断方法 对故障 进 行 确 认，并对相 应的 故障 进 行 分析，总结 出合理 的 处理 方法。本文的 编 写过 程 中，参考 了大量 的 有关资 料和教材，在此谨 向各位作者 表 示 感谢。但由 于编 者 水平有限，文中难 免有缺 漏、不妥之处恳请 读 者 批评 和指 正关键词：动车 组 空 调 系 统、空 调 机组、故障 分析、故障 处理第1页 共31页This doc
4、ument is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2 for more information_ v绪 论1、空 调 在铁 路 上的 运 用空 调 与制冷装 置 被 广泛应用 于我国的 工农业生 产和人们的 日常生 活，对我 国国民经 济发展和人民物 质 文化生 活水平提高 具有重 要 意义。目 前，它已被 大 量 应用 在轨 道 交通 车 辆 上，车 辆 客室内的 空 气调 节 已经 成为车 辆 舒 适 乘坐环 境 的 标志。新型的 铁 路 机车 车 辆 和几乎所有的 城市轨 道 交通 车 辆 普遍 使用 了空
5、调 与制冷装 置。客车 空 调 与制冷装 置 的 作用 是将一定量 的 车 外新鲜 空 气和车 内再循环 空 气 混合，经 过 滤、冷却或加热、减湿或加湿等 处理 后，以一定的 流速 送 入车 内，并将车 内一定量 的 污浊空 气排出车 外，从而 控制客室内温度、湿度、风 速、清 洁度及噪声，并使之达 到规 定标准，以提高 车 内的 舒 适 性，改善乘车 环 境。车 内空 调 为司乘人员提供舒 适 的 工作和生 活环 境条件，并在列车 出现 火灾 的 时候，提供紧 急通 风 排烟功能。动车 组 空 调 系 统 为完成上述 任务，通 常由 通 风 系 统、制冷系 统、供暖系 统、加湿系 统 以及
6、控制系 统 组 成。通 风 系 统 的 作用 是将车 外新鲜 空 气吸入并与车 内再循环 空 气混合，在滤清 灰尘和杂质 后，再压送 分配 到车 内，同时排出车 内多余的 污浊空 气，以保证 车 内空 气的 洁净度以及合理 的 流动速 度和气流组 织。通 风 系 统 一般 由 通 风 机组、空 气过 滤器、新风 口、送 风 道、回风 口、回风 道 以及排废气口等 组 成。制冷系 统 的 作用 是对车 内的 空 气进 行 降 温、减湿处理，使车 内空 气的 温度 与相 对湿度保持在规 定的 范 围内。冷却系 统 工作时，蒸 发器将要 送 入车 内的 空 气冷却，由 于蒸 发器表 面 的 温度低于
7、空 气的 露 点温度，空 气中的 部 分水蒸 气就 会凝结 成水滴，形成我们通 常所说 的“空 调 水”。因此，空 气在通 过 蒸 发器冷却 的 同时也得到了减湿处理。为保证 制冷系 统 安全、有效地工作，制冷系 统 除 压 缩 机、蒸 发器、冷凝器、节 流装 置 四大部 件以外，还 配 有储液器、干燥 过 滤器、气液分离 器等 辅 助设 备。供暖系 统 的 作用 是在低温时对进 入车 内的 空 气进 行 预 热和对车 内的 空 气进 行 加热，以保证 车 内空 气的 温度在规 定范 围内。在空 气温度较 低时，通 风 系 统 向车 内送 风 过 程 中，由 预 热器对空 气进 行 加热，然后
8、再送 入车 内，而 车 内加热 器对车 内空 气加热，以补 偿车 体和门 窗 的 热损失。供暖系 统 通 常包括空 气预 热 器和地面 空 气加热器两部 分。空 气加湿系 统 的 作用 是在车 内空 气相 对湿度较 低时，对空 气进 行 加湿处理，以保证 车 内空 气的 相 对湿度在规 定的 范 围内。目 前，我国在一般 车 辆 的 空 调 与第2页 共31页This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2 for more information制冷装 置 中不设 加湿系 统，仅在某些高 级
9、公务车 及特 殊要 求的 车 辆 上才设 此系 统。加湿最简 单的 方法是采 用 电 极加湿器。控制系 统 的 作用 是控制各功能 系 统 按给 定的 方案协调、有序地工作，以使 车 内的 空 气参数控制在规 定的 范 围内，并同时对空 调 与制冷装 置 起 自 动保护作 用。电 气控制系 统 一般 由 各设 备的 控制电 器、保护元件以及相 关仪表 和电 路 等 组 成。2、当今我国高 速 动车 组 空 调 系 统 简 介高 速 列车 空 调 的 布置，由 于速 度高，必须 降 低安装 重 心。动车 普遍 采 用 车 下安装 单元式空 调 机组 并设 计 诱 导通 风 方式。以下是我国几种
10、主要 高 速 铁 路 车 型的 简 介：CRH1动车 组 空 调 系 统：司机室空 调 系 统 采 用 单元式空 调 机组；且安装 了 地板加热器。进 入司机室的 气流通 过 置 于车 顶 和天花 板之间 的 风 道 进 行 分配，且具有回风 功能。客室空 调 系 统 共有两台空 调 机组，采 用 的 是分体式空 调，压 缩 机和冷凝器单元安装 在车 下，空 气处理 单元安装 在车 内。气流通 过 置 于车 顶 和天花 板之间 的 矩 形风 道 进 行 分配，并具有回风 功能。车 厢两端 的 车 顶 设 置 有 排气单元。通 过 安装 在车 辆 侧墙内的 加热器实现 车 内供热，并可通 过 空
11、 调 系 统 控制器进 行 控制。CRH2动车 组 的 空 调 系 统 主要 由 空 调 装 置、换气装 置 及通 风 系 统 构成；空 调 装 置 由 空 调 机组 及车 上配 电 柜内的 空 调 显示 设 定器组 成；司机室空 调 系 统 采 用 分体式结 构（变频 式）。司机室制冷设 备由 室外机、2台室内机、电 源箱、变 压器、控制面 板五部 分组 成。制冷动作为三段手动调 节 风 量 的 温度控制。CRH2 型动车 组 在车 底下部 安装 供排气一体的 换气装 置。换气装 置 采 用 变频 器控制送 风 机的 运 行 转 速，运 行 速 度高 于160km/h时，风 机高 速 运 行
12、；低于160km/h时,风 机低速 运 行。通 过 提高 送 风 机的 风 压，能 够更好地抑制客室的 压力变动，同 时确 保客室内换气量 的 要 求。CRH3动车 组 空 调 系 统 组 成：安装 在车 顶 单元式空 调 机组；安装 在车 顶 并贯 穿 于整车 的 供风 道；空 调 机组 两侧的 新、回风 混合箱；安装 在车 下的 排废单元 和布置 在车 内的 排废风 道。在制冷模式下，大约 有75%以上的 风 量 通 过 中间 管 道 输 送，外车 的 暖气管 道 输 送25%。排废风 道 分布在内墙和地板之间 的 列车 两 侧。CRH5型动车 组 的 空 调 系 统 具有一些优点：新风
13、量 可调；双制冷系 统；整 体噪声小；具有防 止车 内压力波动功能；更多的 安全保护；先进 的 控制系 统 和 网 络 通 讯 功能；采 用 先进 的 涡旋压缩 机和环 保型制冷剂。第3页 共31页This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2 for more information二、动车 组 空 调 技术1、制冷原理制冷的 定义：用 一定的 方法使物 体或空 间 的 温度低于周围环 境介质 的 温度，并且使其维 持在某一范 围内。制冷的 方式大致 有5种：蒸 气压缩 式制冷、半导体制冷、
14、吸 收式制冷、蒸 气喷射式制冷、涡流管 制冷。从上述 五种 制冷方法的 方便性、安全性、经 济性及维 修性方面 考 虑，车 辆 空 调 所采 用 的 制冷装 置 是蒸 气压缩 式制冷。蒸 气压缩 式制冷的 基本原理：实际 上，我们所运 用 制冷系 统 的 目 的 就是将客室内影响人体舒 适 性的 多于 的 热量 转 移 到室外。大家都 知 道，水加热沸腾 变为水蒸 气需 要 吸热，锅 炉必须 有火在烧，否则 开水就不会持续 地沸腾 成水蒸 气，反之，气体液化要 放热。既然物 态变化可以吸收或者 放出热量，那 么利用 这 种 现 象，通 过 人工的 方 法在特 定的 地方进 行 特 定的 物 态
15、变化，就可以实现 温度调 节，例如室内要 降 温,我们就故意使得某个物 质 在室内进 行 气化吸热。但是，如果用 水来带走 热量 似 乎不现 实：我们使用 加热的 方法使水气化属于强迫 的，也就是说，水一边 加热 升温，一边 被 动地气化吸热降 温，这 样只会让 室内的 温度升高，对降 温来说 没 有意义，我们必须 使用 一种 在常温常压下能 够自 动气化的 液体。但似乎这 种 物 质 好像没有，或者 没找到！一方面，它要 是液体，如果要 制 冷的 话，室内环 境会立 即把它气化，不便控制。有没有某种 方式将它不制冷的 时候是液体，在需 要 它制冷的 时候进 行 物 态变化呢？所以得选 择特
16、别的 材料，在常温常压是气体的 物 质，通 过 压缩 后很容易变 成液体，且伴随 大量 热量 的 吸收和排放，最后选 中的 材料就是有名的 氟利昂。于是乎，运 用 氟利昂为制冷剂的 压缩 式制冷诞 生 了：通 过 加压可以使得氟利昂 不断往聚 集 密度大的 物 态转 化，氟利昂常温常压是气体，一旦加压，就能 变化 为液体，然后将其运 输 到我们想要 降 温的 地方，由 于这 种 物 质 原本在常温常压 下就是气体，接触 对它的 加压后，它就必然自 发地膨 胀 回原来的 气体状 态，气 化吸热，就可以把室内温度降 下去了。只是这 样还 没完，我们需 要 它循环 起 来，物 尽其用，把使用 后的
17、制冷剂收 集 起 来，拿到另外一个地方再加工回未制冷前的 液态，源源不断地进 行，形成 一个循环，这 就是空 调。第4页 共31页This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2 for more information将这 个过 程 放入一个循环 管 路 中让 它往复运 行，一个放在室内，一个放在 室外，就是一个基本的 制冷循环 了。具体实现 的 时候，使用 管 道 运 输，通 过 膨 胀 阀 释 放液体压力降 温。压缩 机压缩 完后制冷剂会相 当热，为高 温高 压气体，为了避 免把这 部 分
18、热带到室内，进 一步提高 制冷效果，先保持其压力放在室外 常温的 环 境中冷却变为液体释 放一部 分热量，所以增加了冷凝单元（室外热交 换器）。蒸 气压缩 式制冷循环 系 统 的 组 成：蒸 气压缩 式制冷机组 主要 由 压缩 机、冷凝器、膨 胀 阀 和蒸 发器等 四个部 件 组 成，并用 管 道 连 接，形成一个封闭 的 循环 系 统。图2-1-12-1-1蒸 汽式压缩 制冷循环理 论 过 程：第 一，制冷剂液体在蒸 发器中吸收被 冷却物 体（如室内的 空 气）的 热量 而 汽化成低压、低温的 蒸 气后被 压缩 机吸入。第 二，压缩 机消耗 一定的 机械功将制冷蒸 气压缩 成压力、温度都 较
19、 高 的 蒸 气并将其输 入冷凝器。第 三，高 温、高 压的 制冷剂蒸 气在冷凝器内被 环 境空 气（或水）冷却，制 冷剂蒸 气放出热量 后被 冷凝成液体，此时的 制冷剂还 处于高 温、高 压状 态。第 四，高 温、高 压的 制冷剂液体经 过 膨 胀 阀 节 流，降 压、降 温后进 入蒸 发 器。此时的 制冷剂液体已经 变为低温、低压状 态。在蒸 发器中，低温、低压的 制冷剂又吸收被 冷却物 体的 热量 蒸 发成相 对的 低温低压的 制冷剂蒸 气，再被 压 缩 机吸入，如此周而 复始地循环。第5页 共31页This document is produced by trial version o
20、f Print2Flash.Visit www.print2 for more information通 俗一点理 解 的 话，从压缩 机看 起，压缩 机将气态的 制冷剂压缩 为高 温高 压的 气态制冷剂，然后送 到冷凝器（室外机）散热后成为中温中压的 液态制冷 剂（夏天经 过 室外机吹的 是热风）。液态的 制冷剂经 过 膨 胀 阀 或毛细 管，进 入蒸 发器（室内机）容积 突 然变大，压力随 之变小，液态的 制冷剂就会汽化，从而 吸热，蒸 发器就会变冷，室内送 风 机将室内空 气从蒸 发器吹过，所以室内机吹 出来的 就是冷风，空 气中的 水蒸 气遇 到冷的 蒸 发器表 面 就会凝结 成水滴（
21、动车 组 空 调 系 统 有专门 的 水泵负 责 清理 这 些水），然后低温低压的 气态制冷剂回到压 缩 机里 继 续 压缩 循环 之前的 步骤。与实际 循环 过 程 的 不同点：制冷剂在压缩 机工作过 程 中，气体内部 以及气体与气缸 壁之间 的 摩擦和气 体与外界 是存在热交换的，不是绝 热过 程；制冷剂流经 压缩 机进 气阀、排气阀 有气流容积 损失（涡旋式压缩 机可避 免,3型车 采 用 该 压缩 机），压缩 机可因吸入一定液体产生 液击，损坏压缩 机；制冷剂通 过 管 道、冷凝器、蒸 发器等 设 备时，制冷剂与管 壁之间 的 摩擦以 及与外部 的 热交换。实际 循环 中需 要 尽量
22、避 免这 些热效率 损失，需 使室内外热交换器具备更大 的 热交换面 积、密封性强的 管 路 并做好管 路 隔 热以及使用 性能 良 好的 压缩 机，做好回热循环（冷凝后制冷剂过 冷，蒸 发后制冷剂过 热，提高 制冷系 数）。空 调 系 统 运 作时一般 以理 论 循环 作为计 算 基础，再在其上进 行 必要 的 修正，用 以保 证 实际 循环 中其它因素 对它的 影响。2、CRH3C型动车 组 空 调 系 统 分析（1）CRH3C动车 组 空 调 系 统 组 成：CRH3C动车 组 空 调 系 统 为安装 在车 顶 的 单元式空 调 机组；安装 在车 顶 并贯 穿 于整车 的 供风 道；空
23、调 机组 两侧的 新、回风 混合箱；安装 在车 下的 排废单元 和布置 在车 内的 排废风 道。在制冷模式下，大约 有75%以上的 风 量 通 过 中间 管 道 输 送，外车 的 暖气管 道 输 送25%。排废风 道 分布在内墙和地板之间 的 列车 两 侧。CRH3C型动车 组 空 调 室车 顶 单元式空 调 装 置，每台装 置 内由2套制冷系 统 组 成，其中包含1台蒸 发器、2台冷凝器、2台涡旋式制冷压缩 机、2组 膨 胀 阀 等 组 件。第6页 共31页This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.
24、print2 for more information图2-2-12-2-1 CRH3cCRH3c型动车 组 制冷循环上图是CRH3c型车 动车 组 制冷系 统 循环 图，其循环 过 程 为：低温低压的 液态制冷剂经 过 蒸 发器12从室内吸热后变成低温低压的 气 态制冷剂，经 过 热交换器23（回热循环）进 入压缩 机1（低压端）；压缩 机1将低温低压的 气态制冷剂压缩 后成高 温高 压的 气态制冷剂，创 造 了制冷剂液体在蒸 发器中低温汽化制冷和在冷凝器中常温液化的 条件，另外 为制冷剂在系 统 中不断循环 提供动力。压缩 机的 进 气端 和出气端 分别安有高/低压传感器（7、8）、高/低
25、压安全断路 器（10、9）和高/低压管 线 振动吸收器（11、18）,保证 压缩 机在正常情况下工作，同时具备曲轴 箱 加热器和回油装 置,提高 制冷系 数；第7页 共31页This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2 for more information 高 温高 压的 气态制冷剂从压缩 机高 压端 输 出，进 入冷凝器2,此时制冷 剂具有其冷凝温度相 对应的 饱 和压力，且此时冷凝器具有稍 低于该 制冷剂的 冷 凝温度的 温度度数（外界 的 温度）。所以，高 温高 压的 气态制冷剂在
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