淺析空調發電車工作機理及故障處置

張昊

摘 要：文章闡述了空調發電車對列車運行供電的重要作用，分析了其組成及工作機理，并對發電車常見故障及原因進行了闡述，如柴油機系統故障、冷卻系統故障和燃油系統故障，并給出相應故障處置措施，為做好列車的日常維護和保養，故障排查和處理提供了借鑒意義。

關鍵詞：空調發電車；工作機理；故障；處置

中圖分類號：U273.95 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）28-0068-02

引言

伴隨著近年中國鐵路多次大提速，動車組和高速動車組列車在鐵路客運中起著越來越重要的作用，成為旅客出行的新選擇。但是在一些特殊運用環境下，如：高寒或風沙雨雪惡劣環境、無電氣化鐵路的偏遠區段、國家戰略戰備需求等，普通列車依然是客運和貨運的中堅力量。在這其中，空調發電車是不可或缺的重要組成部分。

空調發電車是一種通過燃燒車載柴油產生動能，驅動發電機產生380V交流電，為全列交流負載直接或間接提供電能的特種車輛。在全列空調列車中，空調發電車扮演著“移動電站”的角色，空調發電車的正常運轉對全列客車的安全用電起著至關重要的作用，是列車服務質量水平的重要體現。

空調發電車最大的優點在于對環境依賴性低，提供柴油即能輸出電能，但由于車輛結構復雜、運行環境惡劣（如：工作溫度濕度高、連續運行時間長），因此出現故障的幾率較大。近年來曾多次發生因空調發電車故障導致空調機組等車載負載無法正常使用的事件，給鐵路運輸帶來了較大的負面影響，故為了提高系統可靠性，空調發電車通常配置多套柴油發電機組作為互備和冗余。

1 空調發電車的組成及工作機理

空調發電車主要由柴油發電系統、柴油發電輔助系統、燃油系統、冷卻系統、啟動及控制系統、蓄電裝置和生活系統等組件構成。

1.1 柴油發電系統

柴油發電系統作為驅動發電機的動力來源，由柴油機和發電機組成，是空調發電車的核心組件，中車南京浦鎮車輛有限公司制造的空調發電車通常配置由三套技術較為成熟的康明斯KTA19-G2型柴油機和由中船重工采用德國西門子技術制造的1FC5-356型三相交流電發電機使用彈性聯軸器連接組成的柴油發電系統。足以應對出現的單機故障，確保整車的正常使用。

1.2 柴油發電輔助系統

柴油發電輔助系統主要由進排氣裝置和機油補充裝置組成，為柴油機提供柴油燃燒所需的空氣和實時提供潤滑機油的補充。進排氣裝置為柴油機提供柴油燃燒所需的空氣，機油補充裝置實時提供機油的補充，使系統潤滑始終處于良好狀態。

1.3 冷卻系統

冷卻系統由冷凝水管、膨脹水箱、冷卻塔散熱片、冷卻風機、頂排風機組成。通過冷凝水管將攜帶機組熱量的冷卻液流轉至冷卻塔并通過散熱片散去熱量，再將冷卻后的冷卻液回流至膨脹水箱供柴油發電系統循環冷卻使用，冷卻風機和頂排風機起到輔助散熱的作用，冷卻液補充裝置實時提供冷卻液的補充，使系統冷卻始終處于良好狀態。

1.4 燃油系統

燃油系統由上下油箱、燃油泵、強磁過濾器組成，通過供油管路連接下油箱、燃油泵、上油箱、強磁過濾器和柴油機，提供機組運行所需的柴油供應。

1.5 啟動、控制和監控系統

啟動、控制和監控系統由控制屏以及空調、充電控制裝置組成。控制屏實現了對柴油發電系統的精準控制，可通過手動操作實現單機運行、多機并機運行等功能，也可通過冷凝水管、上油箱、膨脹水箱上的溫感探頭和液位儀，進行冷卻風機自動啟停、高低速自動切換、燃油和冷卻液自動補充等功能。通過空調、充電控制裝置組成分別對本車空調機組和車載24V/48V充電模塊及線路進行控制。

1.6 蓄電池裝置

蓄電池裝置主要由車下啟動、應急用蓄電池組成，蓄電池存儲電能，并供給啟動電機所需電源。由車下一位側DC24V電池箱和二位側DC4摘 要：文章闡述了空調發電車對列車運行供電的重要作用，分析了其組成及工作機理，并對發電車常見故障及原因進行了闡述，如柴油機系統故障、冷卻系統故障和燃油系統故障，并給出相應故障處置措施，為做好列車的日常維護和保養，故障排查和處理提供了借鑒意義。

關鍵詞：空調發電車；工作機理；故障；處置

中圖分類號：U273.95 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）28-0068-028V電池箱組成。其中DC24V電池箱提供DC24V電源供機組啟動使用，DC48V電池箱提供DC48V電源供車載48V負載使用同時也提供DC24V供機組應急啟動使用。

1.7 生活系統

列車配置有優于空調硬臥旅客列車標準的乘務員休息區域，配備供水、衛生系統，為乘務員提供良好的工作和休息條件。

2 空調發電車常見故障

空調發電車因其使用強度大，運行環境差，故障率明顯高于同列其它客運車輛。在常見的空調發電車故障中，柴油機系統故障、冷卻系統故障和燃油系統故障占據了很大的比例，下面對常見的故障及原因進行分析。

2.1 柴油機系統故障及其原因

柴油機作為空調發電車的核心部件，其主要功能是提供驅動發電機工作所需動力。柴油機通常采用DC24V蓄電池作為正常啟動電源，采用DC48V蓄電池中的DC24V作為應急啟動電源。柴油機故障通常表現為無法正常啟動、游車或柴油機溫度驟升等，造成以上問題的原因有多種，如柴油機啟動線路接觸不良、控制電路故障或者啟動馬達線路連接異常等。如出現啟動蓄電池虧空，也可能導致柴油機無法啟動，其原因可能是啟動電路短路而造成電池過度放電、充電柜故障無法對電池正常充電、接線接觸不良、電池啟動壓降大等。其后果會影響列車供電、引發火災而造成經濟損失，影響鐵路運輸的安全有序運行。

柴油機有時還會出現游車現象，其原因可能是油路系統發生異常，如燃油品質差、燃油粗濾器堵塞、管路進氣異常等，也可能有控制電路故障，如啟動電壓不足、信號干擾等情況。endprint

2.2 冷卻系統故障及其原因

發電車的冷卻系統通過降低系統溫度的方式起到保護系統零部件的作用，通過冷卻液對柴油機發電機零件進行冷卻，使柴油機運轉時溫度始終保持在78-90℃范圍內，確保系統正常運行。

冷卻系統常由于冷卻液不足而出現故障，原因可能有膨脹水箱冷卻液不足、漏液等；因溫感探頭失效，導致冷卻風機未及時啟動，致冷卻液沸噴；使用手動模式控制時未能及時開啟冷卻風機而造成冷卻液溫度持續升高而沸噴等。

2.3 燃油系統故障及其原因

燃油系統由上、下油箱和燃油泵等設備和管路構成。設備和管路損壞或堵塞時，會造成下油箱有油而上油箱無油的現象；因油箱液位儀或者傳感器失效，使液位不能正常顯示，燃油不能正常補充，造成供油異常。

3 故障處置措施

3.1 柴油機系統故障處置措施

當發電車柴油機出現異常情況時，應及時停機檢查：檢查各裝置連接線路是否存在斷路或接線松動等情況并及時進行處理，檢查啟動控制電路是否完好，檢查保險絲是否松動或熔斷并做好更換。必要時應采用萬用表等儀器進行線路接觸情況和啟動電源的檢查，當出現DC24V啟動電池虧空時，應及時做好啟動電源線路的檢修，防止短路問題的發生。

當柴油機出現游車問題時，應及時做好油路的檢查，解決油路堵塞的問題，以及控制電路系統電壓不足的問題。

3.2 冷卻系統故障處置措施

應當定期檢查冷卻系統中冷卻液是否充足，冷卻裝置是否有漏液現象。在運用前和運用途中及時補充冷卻液，避免因手動操作冷卻風機失誤而造成冷卻水沸噴，必要時可暫停部分車廂空調以降低空調發電車的輸出負荷，若溫感探頭失效，則應手動開啟冷卻風機降溫并減載運行。

3.3 燃油系統故障處置措施

通常是燃油泵出現問題，可將燃油泵切換成手動模式或啟用備用泵；如果發生吸油管堵塞情況，如果有設置單獨吸油管，可以直接啟用備用燃油泵，否則應拆卸并清洗油管上的粗濾器，如果還是不行，可以考慮更換吸油管。如果發生吸油管漏氣，可以檢查，并進行緊固，可以解決問題；若吸油口堵塞時，可考慮先用滅火器導管替換吸油管作應急使用。如果燃油泵出現的是偶發性故障，啟用備用泵即可。

4 結束語

做好空調發電車的日常維護和保養，盡早發現故障并及時處理，使空調發電車始終運行在最佳工況下，對于保障列車正常運用至關重要。柴油機系統、冷卻和燃油系統出現故障概率最大，應是日常檢查和維護的重中之重。維保人員應當在日常實踐活動中及時總結經驗并吸取教訓，切實將空調發電車的維護和保養工作做好，確保鐵路客運的服務質量和用電安全。

參考文獻：

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