關于CRH3型動車組空調系統故障的原因探討

劉洋

摘要：由于本人是從事該車組的質量控制工作，發現空調系統經常會出現一些故障問題，所以本文針對高速動車組的空調系統質量故障進行分析，并提出了一些解決方案，希望對同樣從事該工作的同行一些淺見。

關鍵詞：CRH3型動車組；空調系統；質量故障；原因分析

高速動車組空調控制系統的問題主要有以下幾大類：空調機組故障、控制系統故障、壓力波保護系統故障、廢排裝置故障。下面進行逐項討論。

一、空調機組故障原因分析

1.1空調制冷劑泄漏

空調制冷劑泄漏主要表現為空調機組壓力低于正常運行范圍，檢查發現，空調機組制冷系統存在泄漏點。泄漏點絕大多數分布在壓縮機高低壓管截止閥及螺紋連接處、空調高低壓力開關針閥及螺紋連接處、高壓管制冷劑充注截止閥處，小部分漏點分布在管路焊接處。在CRH380BL型動車組空調機組設計時取消了壓縮機高低壓管截止閥，采用焊接連接方式，同時高壓管制冷劑充注截止閥加液口采用了垂直放置方式。相比于CRH3型動車組空調機組，CRH380BL型動車組空調機組制冷劑泄漏故障降低了90%。另外，由于國內動車組使用頻次過高，回庫維護檢修時間太短，無法及時發現制冷劑泄漏。同時，現場缺乏維修設施，發現空調制冷劑壓力不足時，為了保證車輛運營，經常采用臨時補充制冷劑的處理方式，未徹底解決漏點，導致重復故障，這也是造成制冷劑泄漏率高的一個重要原因。

1.2加熱管故障

空調機組加熱管故障主要表現為加熱管根部接線柱熔斷。由于動車組冬季采暖用的電加熱器主要集中在空調機組中，加熱管的總功率太大，加熱腔的溫度過高，接線柱處于高溫環境下，造成電線軟化，長時間后容易產生熔斷。為了解決這一問題，將舊加熱管更換為改進的加熱管，同時接線端改成螺栓連接，加熱管故障率明顯降低。

另外，空調機組內部電加熱器功率太大，造成電加熱器表面及加熱腔的溫度偏高，也存在很大的安全隱患。空調機組內部的電加熱器一般由2～3組獨立的加熱管組成，根據采暖負荷大小和車內空氣溫度決定啟停加熱管的數量，在啟停加熱管的同時進行不同加熱管間工作切換，以保證每根加熱管的總工作時間相當。

1.3壓縮機故障

壓縮機故障主要表現為空調壓縮機運行時有異常振動，部分壓縮機電機燒損。經拆解發現，底軸承套有偏磨現象，軸松動，偏心旋轉導致電機掃膛損壞。

1.4冷凝蓋板支架開裂

由于動車組入庫維護檢修時，檢修人員頻繁地踩踏冷凝蓋板，造成冷凝蓋板U 形支架出現開裂現象。其主要原因是U形支架的強度相對較弱，在頻繁踩踏后易造成局部斷裂損壞。為了解決這一問題，對鋁合金材質的U形支架進行了更換，換成不銹鋼材質的支架后，未出現冷凝蓋板支架開裂的問題。一般空調機組都會張貼標志，表明哪些區域可以踩踏，哪些區域不允許踩踏，但檢修人員經常圖便利而踩踏不該踩踏的部位，造成部件損壞，因此，應制定相應的規章制度和防護措施。

二、控制系統故障原因分析

要知道故障的根本原因就要先了解控制系統的工作原理?？刂葡到y主要表現為由板卡故障引起的空調機組不能自動運行。板卡故障主要是由于在空調機組運行過程中，空調控制柜內溫度較高，控制板卡的接口電路卡過熱變形，導致接觸不良，致使空調系統自動運行時故障率偏高，可靠性不能滿足技術要求。具體表現為以下3個方面：

（1）數字混合電路板。1端和21端的輸出插針顯示無電氣連接（由脫焊導致），帶有溫度循環的黑色樹脂產生的機械應力導致光耦合元器件輸出插針脫焊。

（2）模擬混合電路板。光電耦合元器件脫焊，原因是光電耦合器鄰近器件的清漆厚度超出規定限度且__存在溫度循環，焊錫擴散導致混合電路板傳導層短路

（3）電子控制。電子器件使用列車DC 110V電壓，造成混合電路板周圍溫度過高，元器件加速老化。為解決這一問題，目前主要通過調整控制板卡中發熱量大的電阻的安裝位置來避免發熱對元器件造成的損壞。

三、壓力波保護系統故障原因分析

壓力波保護系統主要是為了避免動車組通過隧道時車外空氣壓力的劇烈變化傳遞到車內，引起乘客不舒適。壓力波保護系統安裝在空調新風口位置和廢排裝置內，主要由汽缸、KV閥、氣路、閥門等組成。如果壓力波保護系統的故障表現為新風閥門或廢排閥門無法關閉，則旅客的耳膜會有明顯的不適感；如果壓力波保護系統的故障表現為新風閥門或廢排閥門無法開啟，則會造成空調新風不足，導致旅客處于缺氧狀態。車內外壓差太大會導致車門無法正常開閉。壓力波保護系統故障的主要原因為：

（1）在多隧道的線路上運行時，壓力波保護系統動作頻繁，沖擊力也很大，容易造成汽缸和KV閥故障。

（2）氣源不干燥、不清潔，造成汽缸和KV閥內部臟堵，形成卡滯。

（3）由于振動造成氣路連接管脫落或老化破損，導致管路氣壓不足，汽缸無法動作。

四、廢排裝置故障原因分析

廢排裝置故障主要是廢排風機故障，故障主要發生在頭尾車，故障現象表現為廢排電機運行時有異常振動，部分電機出現燒毀。在多隧道的線路上運行時，壓力波保護系統動作頻繁，頭尾車受到的沖擊波最大，造成風機負荷較大，導致電機葉輪產生一定的形變，電機軸的承受力增加，長期受力運行將導致軸承損壞，電機燒毀。

五、結束語

CRH3型動車組空調系統故障的主要原因是：CRH3型動車組主要在武廣高速鐵路上運營，武廣高速鐵路是一條多隧道高鐵線路，CRH3型動車組采用被動式壓力波保護系統，動作頻繁，容易造成壓力波保護系統、廢排風機、送風機等故障。CRH3型動車組空調機組沿用歐洲可拆卸維護理念，易損壞制冷元件采用螺紋連接，而不是采用我國鐵道車輛空調制冷系統通用的焊接連接方式，而且我國動車組的使用頻次遠高于歐洲，維護保養時間遠低于歐洲，造成制冷劑泄漏率偏高。CRH3型動車組空調系統是國內第1代高速鐵路車輛用空調系統，處于探索階段，結構和工藝設計尚有不完善之處，導致故障率偏高。

參考文獻：

[1]歐陽仲志.CRH系列動車組空調運用情況調查報告[R].2013.