HX_N3型机车空压机工作原理及故障处理

　　铁道机车与动车HXn3型机车空压机工作原理及故障处理陈吉超，迟青光，王来宾，张瑛（大连机车车辆有限公司，辽宁大连116022）压机运行原理进行了介绍，并具体地阐述了空压机几种故障的处理方案。通过理论与实践的结合，使该型空压机的故障处理变得更加简单、高效。

　　1：B HXn3型内燃机车由中国北车集团大连机车车辆有限公司与美国EMD公司共同研制，用于干线货运牵引。机车功率为6 000马力，是目前国内外同类产品中技术比较先进功率较大的节能环保型内燃机车。其具有持续牵引力大、低油耗、低排放以及运行速度快、耐久可靠性高等一系列优点。

　　HXn3型机车安装有两台螺杆式空气压缩机组（以下简称空压机）。空压机是机车的总风源，负责将空气压缩到机车的3个风缸中，用于实现机车空气制动、撒砂、鸣笛、百叶窗开关等功能。特别指出肌车的1风缸和2风缸为总风缸，风缸为辅助风缸。总风缸可以为3风缸充风。当总风缸无风时可以通过操纵机车Fire显示屏，实现辅助风泵手动打风功能，用于机车起机。

　　1螺杆式空气压缩机HXn3型机车采用两台克诺尔SL22-56型螺杆式空压机作为机车的供风设音。空压机额定流量2400L/min工作压力9bar，转速2660r/min除克诺尔空压机外该型机车还安装有标鼎等厂家的空压机。本文仅以克诺尔空压机为例，阐述空压机的原理和故障处理方法。

　　在压缩空气过程中，外界空气首先通过空气滤师。

　　清器进入到压缩机内再经由压缩机的压缩和油气分离器的过滤*后从空压机输出。考虑到机车对风源的性能要求，在空压机之后，机车装配有空气干燥器、精细油气分离器和冷凝水收集单元。

　　为了达到降低空压机驱动交流电机启动电流的目的该型机车的空压机安装有空载装置。根据机车的逻辑要求，空载装置内的电磁阀产生动作，进而控制空压机进气通道的开启与关闭。该电磁阀即为空压机打风电磁阀，控制线圈为MVCCR.线圈的控制逻辑由车载微机EM2000通过数字输入输出板DIO300提供。也就是说，EM2000根据打风要求控制空压机逆变器工作。当空压机刚开始工作时线圈MVCCR并未立即得电，此时4S气通道为关闭状态。空压机空载启动。几秒后，EM2000对MVCCR发出控制指令，使空载装置开通空压机进气通道。这样，在达到运用转速后，空压机开始压缩空气。所以，空载装置起到降低空压机启动电流的作用。

　　对于空压机而言肌油是至关重要的。机油可以起到润滑机械和散热的作用。该型空压机要求使用安德鲁3057M型润滑油。空压机安装有油/气复合冷却器其有效地降低了机油和出口压缩空气的温度空压机设置了油控单元，油控单元内的温控阀根据机油温度决定对机油的处理。油温高于一定温度时，则机油就开始通过油/气复合冷却器进行散热；油温低于一定温度时，则机油通过加热套管进行加热。

　　陈吉超等：HXn3型机车空压机工作原理及故障处理空压机气缸出风口处安装有*小压力阀，用于建立空压机工作时机油循环所需的*小压力。空压机开始工作时*小压力释放阀为关闭状态。这样，当打风时，空压机气缸内的气压得以迅速地建立以保证机油在空压机内循环。当空压机气缸内压力达到某一阀值时*小压力释放阀在压力的作用下变为开启状态。这样，压缩空气被传送到机车下游气动系统中。当EM2000控制空压机停机时，*小压力释放阀变为关闭状态，以消除下游气动系统对空压机气缸的逆流。与此同时，空压机气缸开始通过释放设备自动卸载。

　　为保护空压机气缸其内部还设置有安全阀，以防止空压机腔内压力过大，造成爆炸。

　　针对机油温度和机油压力，EM2000通过对空压机相关状态的监控实施如下三种保护功能。

　　空压机机油温度低（CLTS>保护。当温度较低时机油会产生乳化，不利于润滑。空压机通过设置在内部的温度继电器TR来实现CLTS保护。TR为常开触点，其闭合阀值为-20°C，断开阀值为-10°C.当空压机油温低时，TR动作，机油开始预加热从而空压机芫成CLTS保护功能。该保护由空压机自身芫成贝3接收CLTS的反馈信号。

　　空压机油温高（CHTS>保护。空压机内部设置有串联的温度控制器TS和热熔丝TF.温度控制器本质上是一个温度继电器其为常闭点，动作阀值为112°C.随着机油温度的升高，温控阀动作，机油开始通过油气复合冷却器向外散热。如果机油温度仍旧持续缓慢升高，并达到（112幺，TS断开，CHTS保护动作，空压机将CHTS信号反馈到EM2000中IVCOOO将锁定空压机逆变器。此外加果机油温度快速升高造成TF熔断，CHTS保护也将动作，使空压机逆变器锁定。

　　空压机油/气分离压力低（CLSP>保护。空压机机体内的进气压力要求小于2.7bar，气缸内的压缩空气压力要求大于6. 5bar.当机体内的压力大于2.7bar时，空压机禁止启动，此时该保护动作。由于机体内的压力过大，空压机将通过释放阀排风减压。

　　2电气工作原理2.1主电路两台空压机供电方式相同，但供电回路独立。

　　其均采用"交直交"的供电方式。输入的交流电由辅助发电机的"LI -L3"绕组提供。该交流电经过二极管组成的三相全桥整流桥变换成直流电。*后直流电再由空压机逆变器变换为三相交流电提供给驱动空压机的三相交流电机。空压机逆变器的直流侧并联5500的支撑电容。直流侧正端串联。

　　5mH的平波电感。电容和电感起稳压和滤波的作用。考虑对空压机逆变器的保护，三相全桥整流的交流侧的每一相都串联熔断器，起短路保护和过电流保护功能。

　　2.2控制电路逆变器是空压机控制的孩心部件其有4个接空压机供电示意60~DC750V直流输入接口。

　　CAN总线插座。实现空压机逆变器同EM2000的实时通讯。

　　源。该DC74V取自空压机控制断路器的主触点。

　　EM2000通过CAN总线实现对空压机逆变器的控制与监控。当逆变器检测到PWR输入的DC74V时，逆变器启动，等待EM2000的控制指令。

　　为了实现EM2000对两台空压机逆变器的区别，PWR插头内部设置了不同的跳线方式“逆变器一”的PWR3插头将插芯18、22、24短接“逆变器二”的PWR4插头将插芯18、23、24短接。

　　EM2000对打风阀的控制和空压机状态的监控屋通过多路器和DI0300实现的。这部分线路都连接到空压机自身接线盒的端子排TBAC上。

　　接线盒中共有9条外部接线加所示。

　　实现EM2000对CLSP保护的监控。

　　实现EM2000对CHTS保护的监控。

　　铁道机车与动车ACCB和ACCPA3连接到打风阀继电器线圈MVC-CR.实现EM2000对空载装置的控制。

　　7连接到ACCPA2，8连接到ACCA.当机油温度低于-20°C时，TR闭合，空压机向EM2000反馈机油温度低同时加热套管HTR开始工作。HTR为空压机内部两个并联的加热电阻（E1和E2>.当温度高于-10°C时，TR断开，HTR停止工作。

　　⑶9连接到ACCNA.当空压机油温低时，CLTS动作，HRT导通得电，实现空压机对机油的加热功能。在机油加热过程中，空压机禁止启动。

　　阐2空压机控制电路3故障处理在对空压机控制原理的具体介绍基础之上，下文列举了一些在出厂调试和机努段维修中常见的故障，并且给出了具体的解决方案。

　　在出厂调试过程中发现此种状况多为线路问题。如果线路连线正确，那幺应当检查DK）300、空压机断路器辅助触点和DIP板。

　　首先确定CAN总线的连接是否可靠。然后检查是否有DC74V经过PWR输入到空压机逆变器中及内部跳线的接法是否正确。在上述线路正确可靠的情形下，可以确定逆变器通讯板故障。值得一提的是在机努段维修过程中发现CAN总线混入干扰后逆变器会被锁定。

　　另外，当驱动电机反转或空压机产生保护时，停机故障也会发生。应检查空压机主电路和控制电路。特别指出搦厂调试时空压机**次启机或主电路进行拆除安装后**次启机，该故障可能是由于电机反转产生，但概率较小。此类故障的解决应当更多地关注空压机保护的动作。确定是因为控制电路的线路问题而产生的“假保护”，还是因为空压机动作不良而产生的“真保护”。

　　首先检查空压机。在机努段维修过程中，此类故障多是因为机油少或变质造成。当确定机油存在问题时应按照维修手册进行处理。

　　其次对于空压机欠电流，可以优先考虑逆变器直流侧故障。二极管整流桥和熔断器是检查重点。当熔断器熔断或二极管击穿时三相全波整流桥输入缺相势必造成整流桥输出电压低，以至于无法满足逆变器输入值造成空压机欠电流故障。如果直流侧检查无故障J9I3幺可以检查逆变器与交流驱动电机之间的电路。这部分电路排除后，应当检查交流驱动电机。

　　只有当PS检测到空压机进气压力小于2.7bar时空压机才允许启动。在出厂调试过程中，此类问题多为线路问题。当确定线路正确后，可以考虑电磁阀PS的动作情况。

　　（5>空压机己经工作，但不向总风缸充风，且无故障记录在确保管路连接正确的情况下，故障原因可能是空载装置的打风电磁阀故障。通过查看Fire显示屏的DI0300，确定控制逻辑己经由EM2000给出胯后进一步检查DI0300到电磁阀的线路。在出厂调试过程中扣题主要表现为线路问题。在机努段维修过程中建议检查电磁阀。

　　在机努段维修过程中，空压机故障的原因除了电气原因外多数是由于维护不及时和机油问题造成的。因此肌车在出厂后，机努段人员应严格按照产品维护手册进行维护，以免造成不必要的麻烦和损失。