铁路客车空调装置大修工艺分析论文.pdf
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1、湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)铁路客车空调装置大修工艺分析目录一、制冷与空调原理.41.制冷与空调的概念.42.车辆制冷与空调技术发展的概况.4二、客车空调制冷装置.51.客车空调装置的组成及作用.52.空调机组的设备组成及作用.73.客车空调装置的分类.9三、铁路客车空调装置的检修.101.客车空调机组的修程.102.客车空调机组的大修要求.113.客车空调机组检修流程图.124.客车空调机组大修工艺流程.13四、空调机组常见故障分析与处理.151.空调系统故障的判定.152.空调机组故障的排除.16后语.21参考文献.22第1页共22页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)铁路
2、客车空调装置大修工艺分析摘要:随着现代空调与冷冻技术在民用、商用、食品、工业、医药、科研等行业 的应用及普及,它的调试、维修、维护的市场需求也越来越大。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。本文针对客车空调装置制进行了分析与研究。本文共分四部分来论述,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
3、工作原理。第二部分讲述空调制冷装置的类型及工作原 理。第三部分论述了换热器、各种连接设备在制冷系统的所产生的作用及其检 修。第四部分分析了客车空调机组常见故障的原因分析及处理。关键词:客车空调检修故障处理第2页共22页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)铁路客车空调装置大修工艺分析Abstract:With modem air conditioning and refrigeration technology in civil and commercial,food,industry,medicine,scientific research and other industries the
4、 application and popularization,the debugging,maintenance,maintenance of market demand is becoming more and more big.Railway is the national important infrastructure,the artery of national economy,occupies an important position in the modernization construction,is the guarantee of the national econo
5、my high speed development.In order to adapt to the development of vehicle air conditioning refrigeration technology,timely reflect the railway vehicle of the latest developments in refrigeration and air conditioning technology.Bus air conditioning system,the author of this paper has carried on the a
6、nalysis and research.This article is divided into four parts to discuss,this paper discusses the structure,function and principle of bus air-conditioning in China;This paper introduces the method of bus air-conditioning repair,maintenance,process equipment;Expounds the locomotive vehicles,parts,equi
7、pment and maintenance of mechanical and electrical system,informative,focused,high maneuverability.The first part describes the composition and working principle of refrigeration equipment.The second part tells about the type of air conditioning refrigeration unit and working principle.The third par
8、t discusses the heat exchanger,a variety of connected devices in the refrigeration system of function and maintenance.The fourth part analyses the reasons of the passenger car air conditioning unit common fault analysis and processing.Keywords:Railcar air-conditioning maintenance fault handling第3页共2
9、2页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)铁路客车空调装置大修工艺分析一、制冷与空调原理1.制冷与空调的概念随着国民经济的不断发展,制冷和空调装置的应用越来越广泛,对经济发展 和人民的物质文化生活水平的提高起着重要的作用。(1)制冷制冷是指用一定的人工方法在一定的时间和一定的空间内将物体或空调内的 流体冷却,使其温度低于周围环境介质的温度,并且维持在某一低温范围内的过 程。所谓的环境介质就是指自然界的空气和水。人工制冷的方法有很多种,比较常见的有:利用液体汽化的相变过程要吸收汽化潜热的特征来制冷的蒸发气压缩式制 冷、吸收式制冷和利用温差电效应的半导体制冷。其中蒸气压缩式制冷装置具有 结构紧凑
10、,制冷温度低,制冷量大,便于自动控制和调节等优点,目前应用最广 泛。铁路客车空调装置中,普遍采用蒸气压缩式制冷方式。民用制冷系统已大多采用无氟系列,铁路客车使用的制冷剂属于过渡性使用 的范畴,应加紧研究使用无氟空调系列,在为广大旅客提供舒适性小环境的同时,也应担负起保护大环境的责任。(2)空调空调即空气调节的简称。为了满足生活和生产科研活动对环境的要求,人们 往往采用制冷空调装置对某一空间的空气进行适当的处理,使该空间的温度、相 对适度、压力、洁净度和气流速度等多项参数保持在一定的范围内。空调调节的实质就是调节和控制某一空间内的“温度、相对适度、压力、洁 净度和气流速度等参数”,是一门调节和控
11、制空气品质的技术。铁路客车安装空调装置的目的是为旅客提供既卫生又舒适的旅客环境,以保 证旅客的身体健康,减少旅客的疲劳。随着我国现代化建设的进一步深入,经济 的快速发展,人们生活水平的不断提高,外贸和旅游业的兴旺发达铁路旅客运输 量不断增加,旅客对客车内的空气条件的要求也越来越高。因此,铁路空调旅客 列车也得到了空前的发展。2.车辆制冷与空调技术发展的概况自上世纪70年代的石油危机开始,全球的能源供求矛盾不但没有减轻,而且 日趋突出。储量有限却不可再生的化石能源依然控制着世界经济发展的命脉,原 油价格的飕升,战争的频繁出现,无不与能源的供求有关。在加大可再生能源的 研究、开发与规模化利用的力度
12、的同时,各种节能技术的推广应用就显得尤为重 第4页共22页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)铁路客车空调装置大修工艺分析要,而制冷与空调行业又是关注的重点之一。以家用空调为例,在中国一些大城 市中,空调的用电量已占居民用电量40-50%,刚刚过去的夏季电慌,再次敲响了 节能的警钟。在国外,美日等工业发达国家的中央空调系统的全年能耗已占整个 建筑物总能耗的40%至60%,中国空气调节的耗电总量及其所占比重正处于增长 期,节能任务任重道远。从20世纪90年代开始,我国铁路客车进行更新换代,技术上取得了可喜的 进步,从车辆结构、运行速度、安全性能、车内设备及舒适方面都较以前有了较 大提高,旅客
13、的旅行环境有了很大改善。全路各主要干线相继开行了全列空调客 车,并取得了良好的经济及社会效益。目前,高速化、舒适性、高安全性已经成 为旅客列车的发展方向。铁路客车空调机组的用途是对空气进行热湿处理,再以一定的方式送入客车 的客室,使车内的空气的温度、湿度、流速和洁净度等参数达到旅客的要求。目前我国铁路客车空调机组一般采用蒸气压缩式制冷机,由制冷剂直接在空 气冷却器内蒸发吸热实现对空气的冷湿处理,实现夏季客车空调工况。客车冬季 空调多采用专门的电加热装置或专用热水循环锅炉对空气进行加热处理,完成冬 季客车的空气调节工况。铁路客车空调机组主要分为两类:一类为车顶单元式空调机组(又称独立式 空调机组
14、),另一类为分体式空调机组(又称集中式空调机组)。两类机组均设有 空调制冷系统、通风系统、空气加热系统和自动调节控制系统。单元式空调机组常将压缩冷凝部分,空气冷却部分等组合在一起,并安装在 车端的顶部,故称车顶单元式空调机组,这种空调机组适用于铁路长途硬座、硬 卧车、软卧车等。一般每节客车车厢安装两台相同的单元式空调机组。分体式客车空调机组分成两个部分,一部分为在车内的空气冷、热处理和输 送、分配单元,置于客车端部,空气通过风管、送风器送入车内,一般上送风,下回风,从车端新风口引入新风。而另一部分为车下的压缩冷凝部分。分体式客 车空调机组为我国传统型和前民主德国进口客车空调装置,适用于新型长途
15、座车 空调。目前,我国铁路客车用空调机组的主要型式是车顶单元式。该型机组自1980 年从日本引进和改进,至今已运用20多年,通过不断地改进完善,现已形成标准 化、系列化。二、客车空调制冷装置1.客车空调装置的组成及作用第5页共22页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)铁路客车空调装置大修工艺分析客车空调装置的任务是将一定量的车外新鲜空气和车内再循环空气混合后,经过过滤、冷却或加热、减湿或加湿等处理,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。客车空调装置为完成上述任务,通常由通风系统、空气冷却系统、加热系统、加湿系统以及自动控制系统等五大系统组成。(1)通风系统通风系统的作用
16、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,再押送分配到车内,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。(2)空气冷却系统空气冷却系统(也称制冷系统)一般采用蒸汽压缩式制冷设备的蒸发器作为 空气冷却器。它的作用是在夏季对进入车内的空气进行降温、减湿处理,使夏季 车内空气的温度与相对湿度维持在规定的范围内。为保证制冷系统安全、有效的 工作,制冷系统除压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置四大件外,还配有贮液器、干燥过滤器、气液分离器等辅助设备。在夏季,制
17、冷设备工作时,由通风机吸入车内外的空气经过空气冷却器冷却 后送入客室内,以保证夏季客室内空气的温度达到指定的范围。由于空气冷却器 的表面温度通常低于空气的露点,因此,空气在通过空气冷却器冷却过程的同时 也得到了减湿处理,从而保证了夏季客室内空气的相对温度也在要求的范围之内。(3)空气加热系统空气加热系统的作用是在冬天对进入的车内的空气进行预热和对车内的空气 进行加热,以保证冬季车内空气的温度在规定的范围内。空气加热系统通常由空 气预热器和地面空气加热器组成。在冬季,通风机将吸入的车内外空气经过空气 预热器的预热后送入车内,同时,车内地面式加热器对车内空气加热,以补偿车 体和门窗的热损失。(4)
18、空气加湿系统空气加湿系统的作用是在冬季车内空气相对湿度较低时对空气加湿,以保证 车内空气的相对湿度地规定的范围内。目前,我国在一般车辆的空调装置中不设 加湿系统,仅在某些高级公务车及特殊要求的车辆上才设此系统。目前,用电极 加湿器加湿既简单又方便,因此可以采用电极加湿器对空气进行加湿处理。(5)自动控制系统自动控制系统包括自动调节和控制各种空气参数的仪表和设备,它的作用是 控制各个系统按照给定的调节方案,协调的进行工作,以保证车内所要求的空气 第6页共22页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)铁路客车空调装置大修工艺分析参数维持在一定的范围内。电气控制系统一般由各用电设备的控制电器、保护元
19、 件以及仪表等组成。2.空调机组的设备组成及作用空调机组的主要部件包括全封闭式制冷压缩机2台、冷凝器2台、蒸发器1 台、毛细管2组、气液分离器2台、干燥过滤器2个、电加热器1台、离心风机1 台、轴流风机1台(KLD29系类)等,如图所示为KLD29型单元机组制冷系 统的组成。1-压力控制器2-压缩机3-气液分离器4-通风机5-蒸发器;6-电加热器7-毛细管8-干燥过濡器9-冷凝风机10冷襦器图KLD29型单元机组制冷系统图(1)制冷压缩机制冷压缩机是蒸气压缩式制冷装置的一个重要部件,它起着压缩和输送制冷 剂蒸气的作用,是推动制冷剂在制冷系统中不断循环的动力。因此,制冷压缩机 被称为蒸气压缩式制
20、冷装置的主机。在铁路客车空调装置中,主机主要采用全封 闭活塞压缩机,也采用滚动转子式压缩机、涡旋式压缩机及封闭式螺杆压缩机等。冷凝器冷凝器是空调制冷系统的主要热交换设备。其作用是使从压缩机出来的高温 高压的制冷剂蒸气在其中向冷却介质水或空气放热,冷却、冷凝(过冷)成 高温高压的饱和(过冷)液体。在冷凝器中,制冷剂的冷却过程可以分作三个阶段:由过热蒸气冷却为饱和 第7页共22页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)铁路客车空调装置大修工艺分析蒸气;由饱和蒸气凝结为饱和温度下的液体;如果冷却介质的流量较大或温度较 低,饱和液体还可以进一步被冷却成为该压力下的过冷液体。(3)蒸发器蒸发器是制冷机的
21、另一主要热交换设备。在蒸发器中,制冷剂液体在较低温 度下蒸发(沸腾)而转变为蒸气,利用制冷剂的汽化潜热,吸收被冷却介质的热 量而使被冷却介质温度降低。所以,蒸发器是制冷系统中产生和输出冷量的设备。冷凝器内制冷剂是由气态转变为液态,放出热量;而蒸发器中制冷剂则是由 液态变为气态,吸收热量。(4)毛细管毛细管也是制冷系统的节流元件之一。此种元件常用于集中供电客车空调机 组与家用冰箱、空调器中,具有结构简单、价格低廉、维护方便的特点,缺点是 不可调节。(5)气液分离器气液分离器将来自蒸发器的氟利昂气体与未蒸发的液体分离出来,只将气体 的氟利昂送给压缩机。(6)干燥过滤器干燥过滤器将滤网固定在容器内,
22、并封入干燥剂,过滤氟利昂中的残余杂质,吸取氟利昂中的残留水分。(7)电加热器电加热器的作用主要是为了给送入车内的新鲜空气预热。早期生产的电加热 器的结构为不锈钢架式结构,带不锈钢绕片的电热管,固定在框架内。框架上装 有温度继电器和温度熔断器,用于防火保护。电热元件采用优质电热丝烧成螺旋 形,保持在不锈钢管的中心,其周围紧固地填满导热性能好的绝缘粉末。电热丝 通电后其电能可以全部转变为热,并迅速地通过管子表面散热。(8)高压压力开关当制冷系统的压力异常高时,高压开关动作,停止压缩机的运转,保护制冷 系统。高压开关的复位方式为自动复位。(9)低压压力开关当制冷系统的压力异常低时,低压开关动作,停止
23、压缩机的运转,保护制冷 系统。低压开关的复位方式为自动复位。(10)压力控制器压力控制器包括高压控制器和低压控制器。高压控制器于压缩机的排气腔接通,以监视和控制排气压力。如果排气压力 过高,会导致压缩机电机过载运行而损害,所以,当压缩机排气压力高于正常压 第8页共22页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)铁路客车空调装置大修工艺分析力时高压控制器就发生作用。低压控制器与压缩机的吸气腔接通,以监视和控制压力。当压缩机吸气压力 过低时,一方面会影响制冷机组的正常工作,甚至不能制冷而浪费电力,另一方 面压缩机近于空载运行也会损害电机,故当压缩机吸气压力低于正常值时,低压 控制器发生作用,使压缩机
24、停车。3.客车空调装置的分类客车空调与制冷装置与不制冷压缩机的工作方式分为:活塞式、螺杆式和离 心式;按安装方式可分为:分装式和单元式;按客车空调供电方式分为:本车供电 和集中式供电;还可以按使用制冷剂或其他特殊结构进行分类。单元集中式是将压缩式空气制冷装置、通风机、加温、加湿系统一起组装在 一个箱体中,成为一个单元体(也称单元机组)。因为一节客车车厢上只安装了一 套单元机组,故称单元集中式。单元机组安装在车顶上,又称车顶单元集中式空 气调节装置。这种结构紧凑、制冷量大、重量轻、管路短,不占用车下空间,但 车辆重心高。(1)分散式空气调节装置分散式空气调节装置是指一节客车车厢安装两套或两套以上
25、的压缩式空气制 冷装置。分散式一般采用小单元机组,一节车上装有两套或多套。分散式空调装置的一个重要特点是在运用中,如果其中一台空调装置发生故 障,其他仍继续工作,故还可以维持车内一定空气参数。而不像集中式空调装置 那样,当机组损坏后,车内的空气参数无法维持旅客正常生活必需的条件,而不 得不打开事故窗,进行通风换气。(2)集中式空气调节装置集中式空气调节装置是常采用的一种,是指在一节客车车厢中只安装一套带 有压缩式空气制冷装置、通风、加温、加湿系统的装置。它是压缩机、冷凝器、储液器、过滤器等组成一个有厢体,称压缩冷凝机组,吊挂在车厢下。将通风机、蒸发器循环风机、空气预热器、电加湿器等安装在车顶的
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