地鐵車輛空調系統通風機工作原理及異響分析研究

虞堂文

摘要：地鐵車輛空調系統是城市軌道交通車輛調節客室空氣溫度和濕度的重要系統組成部分，它的主要功能是調節車廂內空氣，以達到除濕、降溫的效果，給乘客提供一個舒適的乘車環境，提升乘客乘車體驗滿意度。目前，南京地鐵電客車使用的空調設備是石家莊國祥運輸設備有限公司生產的KG44J型空調機組。本文主要探討的是地鐵車輛空調系統通風機異響故障。

關鍵詞：地鐵車輛，空調系統，通風機異響

1地鐵空調系統及通風機工作原理

1.1空調機組的工作原理簡介

客室內的循環空氣及由新風道引入的新鮮空氣，由空調機組的通風機吸入，在客室蒸發器前與外界的新風混合，通過蒸發器得到冷卻，并經機組出風口送入車頂通風道，通過格柵向車內均勻地吹出冷風。在制冷系統連續工作下使車內溫度逐漸降低，并通過設置在機組回風口的回風溫度傳感器和新風口的新風傳感器，可實現對車內空氣溫度按照曲線自動控制。同時，配合回風閥和新風閥的控制，空調機組能夠自動實現預冷、制冷和通風功能。

1.2制冷系統的工作過程

正常在制冷循環過程中，客室壓縮機從蒸發器吸入制冷劑R407C氣體，將其壓縮成高溫高壓的R407C蒸汽，送入冷凝器，并與外界空氣進行熱交換，放出熱量后，冷凝成高壓的R407C液體，然后經毛細管節流降壓后變成低溫低壓液體，進入到蒸發器，并吸收由室內流過蒸發器的空氣的熱量，蒸發成低壓蒸汽再被壓縮機吸入，由此完成一個制冷循環。制冷劑連續從室內吸收熱量，并在室外放出，從而達到使室內降溫、除濕的效果。通風機通常又稱為蒸發風機，它的作用主要是強化冷媒在蒸發器中的蒸發過程，并將經蒸發器冷卻降溫的空氣或經電加熱器加熱升溫的空氣送入車內。此空調系統的蒸發風機為直聯多葉片式離心風機，它由電機、蝸殼、葉輪、底盤組成。

2通風機異響原因分析

在空調機組實際工作中，我們檢修過程中發現空調通風機在運行到一定年限后，會有“嗡嗡”的異音，初步分析風機異響的三個原因：（1）通風機電機軸承異常;（2）通風機安裝不平衡;（3）通風機緊固部位松弛。

為進一步分析確認通風機異響的原因，我們隨機選取了4臺有異響的通風機進行檢測和拆機檢查，檢測結果如下：

①號風機：1.編號為2013040045的風機通電運行，測量風機的振動值為1.9mm/s，在合格范圍內。2.電機拆解后測量電機軸承室及轉子的軸承位的尺寸均在合格的范圍內。3.破拆軸承檢查油脂量正常，清洗后發現非驅動端軸承內滑道損傷。

②號風機：1.編號為2012090069的風機通電運行，測得風機的振動值為1.7mm/s，在合格范圍內。2.電機拆解檢查端蓋軸承室及轉子軸承位的尺寸均在合格范圍內。3.破拆軸承檢查油脂量正常，清洗后發現軸承滑道內損傷，表層有脫落的現象。

③號風機：1.編號為2013070093的風機進行通電運行，測得風機的振動值為2.5mm/s，振動值偏大，有抖動。

2.拆卸下風葉測試電機聲音及振動正常

④號風機：1.測量電機絕緣為350MΩ，在合格范圍內（標準>5MΩ）。2.拆解電機后用手盤動軸承時發現電機非驅動端軸承損壞。3.拆卸風機，撬開軸承密封蓋對比，非驅動端軸承的油脂已經干涸。

3故障處理及保養建議

3.1故障處理

1.①②④號風機重新更換了軸承，組裝后測試合格。

2.③號風機將風葉重新進行動平衡校準，安裝后測試合格。

3.2保養建議

為避免通風機異響，建議應當加強空調機組的保養與維護。

3.2.1冷凝器清潔

灰塵或異物落在冷凝器的散熱片上時會影響換熱效率，并會影響高壓側的壓力。

A-用與冷凝風向相反的壓縮空氣吹冷凝器散熱片

B-用真空吸塵器清潔灰塵

C-必要時可使用專用清潔劑

3.2.2蒸發器清潔

當蒸發器積灰較多時，會影響室內通風機通風量，導致制冷量不足，嚴重時會使蒸發器表面的凝結水被通風機吹入風道內，并通過格柵出風口流入車廂內。

A-用與送風風向相反的壓縮空氣吹蒸發器散熱片

B-用真空吸塵器清潔灰塵

C-必要時可使用專用清潔劑

3.2.3油漆修復

A-檢查空調機組表面油漆

B-檢查主要部件，包括風機，壓縮機，氣液分離器等。若有部件生銹，首先去除銹跡再涂防銹漆，然后涂面漆

3.2.4排水口的清潔

請將排水口清理干凈，使之不被垃圾或異物等堵塞。

3.2.5檢查并清潔蒸發風機

清潔蒸發風機，尤其須用軟刷清洗葉片（注意不要令葉片變形）。

如機組運轉中，有異常噪音或震動，請參照3.4更換電機或軸承。

3.2.6隔熱材料檢查

目測蒸發器室中隔熱材料是否老化：

A-表面有明顯裂痕

B-明顯損傷

C-與箱體粘接處有開膠現象

除去老化或損壞的部分，換粘新的符合NFF16101/102標準的隔熱材料。

3.2.7管路固定膠圈

固定管路時使用管路固定膠圈防止管路受損。當檢查出膠圈有明顯裂痕或冷卻管固定不牢時更換膠圈。

3.2.8減振器失效的判定

減振器不需特殊維護，如損壞或失效，應予以更換。失效的判定方法：

A-目測減振器表面有明顯的裂紋

B-壓縮機有異常的振動或噪音

3.2.9緊固件檢查（壓縮機，風機和電氣元件終端等的螺栓）

通過查看螺栓防松標記或以錘輕擊來檢查各元件（如壓縮機，風機，電氣元件終端等）的安裝螺栓是否松動。

3.2.10絕緣電阻檢查

用500V電阻表測量絕緣電阻并確認帶電部分與無電部分之間的阻值大于5MΩ。

如果不大于5MΩ，請檢查各部分是否有絕緣老化并做適當地修補。

3.2.11電氣連接檢查

請確認電線端部連接及其緊固螺栓連接牢固，可靠。

4結語

4.1根據上述異響通風機檢測和拆機檢查，得到初步結論：1.風機異響來源于軸承的損壞;2.風機異響是通風機安裝不平衡導致。而軸承損傷引起風機異響占比達75%。

1.軸承損傷的原因有幾種可能：

①風機運行時產生的軸電流過大，經過一段時間運轉后造成軸承損壞。

②軸承在生產時存在個別的質量問題，運行一段時間后軸承滑道表面出現剝離的現象，而使電機在運行時有異常聲音。

2.振動引起異音，電機本身的振動值偏大，與其它部件形成一定的共振現象，會產生異常的聲音，引起風機振動大有兩種可能：①風機在出廠時，由于檢測疏忽的原因出現極個別的風機振動偏大。②風機在安裝時由于個別原因使風機發生碰撞或受力致使葉輪發生一定量的變形也會使振動值變大。

參考文獻：

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