NPT5型空氣壓縮機潤滑油乳化故障研究和預防處理

羅小霞

摘 要：根據NPT5型空氣壓縮機在鐵路機車運用中常見的潤滑油乳化故障，對NPT5型空氣壓縮機潤滑油乳化的原因進行了調查分析，明確了潤滑油乳化的關鍵因素是潤滑油含水量超標，原因是冷凝水從活塞環密封組件泄露到曲軸箱。通過研究，提出了相應的故障預防處理辦法。

關鍵詞：NPT5型空壓機 潤滑油 乳化 故障預防處理

中圖分類號：TH117 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）03（c）-0114-02

NPT5型空氣壓縮機是一種三缸、直立并列、中間冷卻、兩級壓縮活塞式空氣壓縮機，廣泛用于韶山3型、東風4B型、東風5型等鐵路機車，所產生的壓縮空氣供機車制動和所有氣動部件正常工作使用，其工作狀態的好壞直接關系到列車的安全和氣動機械能否正常工作。但在實際應用中，NPT5型空氣壓縮機潤滑油經常出現乳化現象，現場主要表現為曲軸箱內的潤滑油經過一段時間運行會改變顏色，從曲軸箱油表可觀察到由原來清亮的褐黃色變為渾濁的乳黃色或乳白色，進而造成空氣壓縮機燒瓦、咬缸等，影響機車的行車安全和運用。筆者通過對NPT5型空氣壓縮機乳化故障問題進行分析研究，提出了相應的故障預防處理辦法。

1 NPT5型空氣壓縮機潤滑油乳化的主要原因

潤滑油乳化必須具有4個必要條件：一是必須有互不相溶（或不完全相溶）的兩種液體：二有降低界面張力的表面活性的乳化劑存在；三是有適宜的溫度；四是有強烈的攪拌。水份、激烈攪拌、溫度、乳化劑，均能引起潤滑油乳化。

NPT5型空壓機潤滑油中的許多添加劑，如清潔分散劑、油性劑、擠壓劑都是一些降低界面張力的表面活性物質，空壓機55℃～75 ℃的工作溫度和接近1 000 r/min的運轉速度都為潤滑油的乳化提供了適宜溫度和激烈的攪拌條件，當潤滑油中的含水量超過0.1%，潤滑油的氧化變質速度加快，油中部分添加劑發生水解，從而破壞油水之間的水化膜，加快乳化速度，最終生成乳黃色或乳白色的乳化液，降低潤滑油的潤滑性能。

當有降低界面張力的表面活性劑存在，潤滑油和水容易在適宜的溫度和強烈的攪拌下發生乳化。NPT5型空壓機潤滑油中的許多添加劑，如清潔分散劑、油性劑等都是一些降低界面張力的表面活性物質，空壓機潤滑油55 ℃～75 ℃的工作溫度和接近1 000 r/min的曲軸轉速都為潤滑油的乳化提供了條件。

筆者對成都鐵路局貴陽機務段3種安裝有NPT5型空氣壓縮機的韶山3型、東風4B型、東風5型機車乳化潤滑油進行了取樣實驗。試驗測定表明，乳化較輕的潤滑油含水量在0.35%～0.8%之間；乳化較嚴重的潤滑油含水量在1.2%～4.5%之間；乳化特別嚴重的潤滑油的含水量甚至達到了11.3%。這些含水量遠遠超過了NPT型空氣壓縮機含水量大于0.1%的換油標準。

2 NPT5型空氣壓縮機潤滑油中的水份來源

在機車進庫停機后，筆者和檢修師傅對潤滑油乳化比較嚴重的DF4B-6575、DF4B-9431、DF4B-9432、DF4B-9433機車進行了檢查，打開壓縮機曲軸箱蓋，用手電筒照射空壓機氣缸套內壁，都會看到水珠沿內壁滾下來，說明冷凝水是從活塞環密封組件的泄露通道進入到了曲軸箱。

NPT5型空壓機的排氣溫度一般在150 ℃～190 ℃之間。當進氣濕度加大，高溫水蒸汽在與溫度較低的潤滑油和活塞組件接觸的過程中，就會凝結成水份離出來，并從活塞環密封組件的泄露通道進入到曲軸箱，在曲軸的高速攪拌下，與潤滑油發生乳化。

3 3種機型NPT5型空氣壓縮機潤滑油的乳化情況差別大的原因

根據韶山3型、東風4B型、東風5型在2016年1～6月的檢修記錄，3種機型潤滑油在半年內的平均乳化率分別是2.3%、100%、63.4%。3種機型NPT5型空氣壓縮機潤滑油的乳化情況為什么會差別較大呢？筆者對NPT5型空氣壓縮機在3種機型機車的安裝位置和工作狀況進行了分析。

韶山3型的兩臺NPT5型空氣壓縮機分別裝在一、二端司機側機械間內，DF4B的兩臺NPT5型壓縮機裝在二端司機室后機械間內，冷卻單節下，DF5的兩臺NPT5型壓縮機裝在前端（小端）機械間內部。

韶山3型是電力機車，沒有冷卻單節，機車兩側設有百葉窗和濾網，進氣空氣比較干燥。東風4B型和東風5型都是內燃機車，機車工作溫度較高，都設置有冷卻單節，為了散熱，機車兩側只安裝有百葉窗，沒有安裝濾網，兩種機型的進氣濕度都比較大，特別是東風4B型機車的兩臺空氣壓縮機均安裝在冷卻間的大風扇下，其周圍的水分在較大的溫差影響下，較快蒸發，隨空氣進入到空氣壓縮機內[1]。

4 NPT5型空氣壓縮機潤滑油的乳化故障的預防處理

通過對韶山3型、東風4B型、東風5型NPT5型空氣壓縮機的安裝位置、機車機構及乳化狀況的研究，筆者認為NPT5型空氣壓縮機潤滑油乳化故障可以進行以下預防處理。

4.1 在進風口安裝空氣干燥器或選用吸濕性較好的濾清器

對于乳化嚴重的東風4B型機車，在進風口安裝了空氣干燥器，對進風質量起到了一定的改善作用。另外，也使用了吸濕性較好的濾清器，在空氣慮清器中添加棕絲等濾芯材料，過濾掉空氣中的水分，也對進氣質量起到一定的效果。

4.2 乘務員定期打開排水閥排水

韶山3型、東風4B型、東風5型有部分機車安裝的是自動排水閥，部分機車安裝的是排水堵。自動排水閥[2]可以將產生的冷凝水及時排掉，可以做到在中間環節上控制乳化，排水效果較好。未安裝自動排水閥的機車，雨霧天氣，乘務員應定期打開空氣壓縮機工作的排水堵，以排出積水，緩解潤滑油乳化程度。

4.3 調整韶山3型、東風4B型、東風5型3種機型的NPT5型空氣壓縮機檢修標準

韶山3型、東風4型、東風5型3種機車雖然在結構上有很大的區別，但每一種機型的NPT5型空氣壓縮機的檢修標準是一樣的。在運用中，把東風4型、東風5型高壓缸的活塞環合口間隙從0.6 mm調整到0.5 mm，低壓缸的活塞環合口間隙從0.8 mm調整到0.7 mm。調整后，這兩種機型的潤滑油乳化率和潤滑油含水量有明顯下降。

通過上述的預防處理，有效地降低了NPT5型空氣壓縮機的潤滑油乳化率，特別是東風4B型機車的潤滑油乳化現象大為改善。從對東風4B型機車NPT5型5臺空氣壓縮機潤滑油的監測結果，在一個輔修期（約3個月）內潤滑油的含水量都大為下降，其中有4臺的潤滑油含水量已經降到了0.1%的標準線以下，把換油周期延長到了半年，東風5型和韶山3型機車NPT5型空氣壓縮機的換油時間也都分別延長到了1年和1年半以上，有效地節約了維護成本。

參考文獻

[1] 任新仕.DF4D型機車壓縮機油乳化的原因分析及改進措施 [C]//北京鐵路局技師協會，2009.

[2] 李樹仁.東風4型機車空氣壓縮機的油質乳化的防治[J].內燃機車，1991（10）：45.