淺談南京地鐵兩種制動風源系統的維護

蔡磊

摘 要：車輛風源系統的好壞對制動效果有很大的影響，是車輛運營安全的保障。地鐵車輛風源系統的日常維護中主要涉及到油、濾芯的檢查與更換，正確、科學地做好風源系統的維護是很重要的。現從南京地鐵兩種不同風源系統的維護入手，從原理上找出維護的差異性。

關鍵詞：空壓機；干燥塔

目前，南京地鐵一號線車輛均采用6節編組的車輛。在每輛列車中，分別在拖車安裝了一組制動系統的風源單元。現使用的有兩種不同制造廠商生產的風源系統，分別是：Knorr（克諾爾）制造生產系統與Faiveley（法維萊）制造生產系統。克諾爾系統采用是活塞式空壓機，法維萊系統采用的是螺桿式空壓機。

本文將從兩種不同系統的原理進行入手，分析結構上不同。進而去分析兩種系統維護中的不同和優缺點。

1.兩種系統的工作原理

1.1風源系統的組成

地鐵車輛的風源系統最本質的目的就是將空氣進行壓縮、干燥，變成符合車輛制動所需求的壓縮空氣。所以車輛的風源系統中包含兩大部件：一是將空氣壓縮的裝置—空壓機，二是干燥壓縮空氣的裝置—干燥塔。

1.2克諾爾風源系統工作原理

克諾爾系統采用是VV120型電動空氣壓縮機單元。它是由3個活塞缸、中間冷卻器、后冷卻器和電動機組成，它采用空氣冷卻并且提供公稱壓力10bar冷卻壓縮空氣約950L/min給車輛制動系統。

空氣壓縮機的兩個低壓活塞缸和一個高壓活塞缸在同一個曲軸上呈W型布置，由400V的三相交流電來驅動。電動機和壓縮機通過自動找正的中間聯軸節來聯接。空壓機潤滑油采用飛濺的方式，通過曲軸在曲軸箱中來旋轉來挖灑潤滑油，一個結合過濾器安裝在曲軸箱的的出氣口處用來分離活塞運動產生的空氣中的潤滑油。這些油將通過油槽回到曲軸箱的油槽中，一個可視鏡能夠指示曲軸箱中潤滑油量，油箱中的油量決不允許從可視鏡中消失，油量太少會導致溫度過高或停機，油量過高會導致閥體碳化。空氣壓縮機在進行壓縮低壓空氣時的空氣先經過油紙過濾器，產生的低壓空氣經過中間冷卻器，在這里能夠將壓縮產生的一些熱能散發掉，低壓空氣經過高壓活塞缸進一步壓縮產生的高壓空氣進入后冷卻器進行冷卻，產生的高壓空氣經過空氣干燥器處理后進入用風系統。

該系統采用的干燥器是雙塔干燥器，它再生干燥劑采用活性氧化鋁。雙塔的運轉的形式采用平行工作制，當潮濕空氣在一個塔中進行干燥時則另一個干燥塔的干燥劑正在再生。一些干燥的空氣將流出、膨脹經過一個正在干燥的干燥塔里一些再生困難和濕透的干燥劑，通過干燥和膨脹這些再生困難和濕透的干燥劑來吸附其中的水分，最后這些濕透的空氣將排人大氣中。

1.3法維萊風源系統工作原理

法維萊風源系統采用的是CRV65型空壓機。該空壓機通過三相電機（400Vac/50Hz）經由一個直通柔性耦合器來驅動，為螺桿式空壓機。螺桿式空壓機通過陰陽轉子的旋轉運動來將空氣壓縮。陰陽轉子的兩端分別通過滾珠軸承與球軸承固定。陰陽轉子在機頭的內腔內通過相互嚙合產生壓縮室。通過轉子的葉片之間的旋轉嚙合運動，空氣從進氣口處被吸入到由兩個葉片形成的空間之中。當轉子旋轉到如圖3所示的第二階段的位置時，葉片之間的空間就已經充滿了空氣，并且此時這個空間與進氣口的連接被切斷。陽轉子在陰轉子對應的凹槽內運動，之后通過陰陽轉子的繼續旋轉，葉片之間的空間逐漸減小，空氣被壓縮直至被壓縮到需要的壓力值，壓縮空氣通過一個出氣口被傳遞出去。

干燥器由水過濾器、兩個集成預過濾器和兩個含干燥劑（活性氧化鋁）的塔組成，工作原理是基于無熱再生吸附原理。每個塔里的吸附材料是為了阻止含在壓縮空氣中的水和水蒸汽，保證空氣濕度在指定的限界內。兩個塔是交替工作，當一個塔在進行干燥時，另一個塔在進行再生。循環結束后，兩個塔中的氣流進行交換，干燥的空氣將對消耗的干燥劑進行再生。單個塔中的氣流由電磁閥控制，整個干燥器由電控箱控制，一個周期持續大約2 秒鐘，同時激活“壓縮機工作”信號，當壓縮機停止周期被凍結，當壓縮機啟動時周期重新啟動。

2.兩種系統的維護內容

由于兩種系統的工作模式的差異，導致了兩種系統的結構上存在一定的差異性。南京地鐵在日常的全效修修程中安排了不同的維護計劃。

3.兩種風源系統的維護優缺點

克諾爾風源系統的日常維護中更換的濾芯只有空氣過濾器濾芯。法維萊更換的濾芯包括：空氣過濾器濾芯、油分離器濾芯、油過濾器。更換的濾芯法維萊較多。在日常的維護中，我們也發現法維萊日常更換的濾芯遠遠無法滿足正常的需求。一級、二級過濾器濾芯均有不同程度的失效。通過對比我們得出：克諾爾的日常維護項目較少，維護的成本與時間不多，有利于日常的維護。法維萊的風源系統由于其工作中油氣的混合情況特殊，導致在干燥過濾的過程中過濾器較多，維護的成本較高，需要拆卸的設備較多，給維護帶來了很大的麻煩。

4.結論

通過兩種不同風源系統的對比，我們可以看出克諾爾的風源系統在維護中較為方便。我們在目前也逐漸通過備件的國產化，逐步降低了克諾爾系統的維護成本，而法維萊的風源系統維護中項目較多，且維護的效果也不太理想，維護的成本較多。對于如何優化法維萊風源系統的日常維護計劃，我們還有很長的路要走，只有結合備件國產化與系統的工作特性，才能夠更好更優地做好設備的維護。