地鐵中兩種空壓機的對比分析

胡 晨，周其顯

（南京鐵道職業(yè)技術(shù)學院，江蘇南京 211800）

1 結(jié)構(gòu)原理

1.1 VV120型活塞式空壓機

VV120型空氣壓縮機是一種活塞式往復(fù)空壓機，由三相交流電機通過一種耐用的聯(lián)軸器驅(qū)動，機內(nèi)不會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動振動。能在起伏較大溫度環(huán)境下工作，噪聲低，相當于封閉式旋轉(zhuǎn)壓縮機。其結(jié)構(gòu)緊湊，安裝維修方便，具有較長的使用壽命。維修周期較長，維修頻率低。

VV120型空壓機的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由3個活塞缸、中間冷卻器、后冷卻器、曲軸箱、過濾器、安全閥和電動機組成。內(nèi)部安裝的中央法蘭，能夠有效地解決電機和壓縮機同向排齊問題。

VV120型空壓縮機最大的特點是采用3個呈“120°/W”形布置的氣缸（2個低壓缸和1個高壓缸），3個氣缸中的連桿活塞機構(gòu)安裝在同一根曲軸上，由一臺三相交流異步的電動機驅(qū)動，利用曲軸的回轉(zhuǎn)運動帶動連桿活塞進行活塞運動，進而產(chǎn)生壓縮空氣。空氣首先由空氣過濾器吸入并過濾后進入低壓活塞缸進行一級壓縮，一級壓縮后的壓縮空氣通過中間冷卻器進行強制風冷，然后進入高壓活塞缸進行二級壓縮并再次經(jīng)過后冷卻器冷卻后輸出壓縮空氣。活塞在氣缸運動過程中利用曲軸在油箱中的旋轉(zhuǎn)帶起的潤滑油進行飛濺式潤滑，以減少運動摩擦部位的磨損。

1.2 S02T-B1.5型螺桿式空氣壓縮機

S02T-B1.5螺桿式空壓機主要由電機、螺桿主機、油氣分離器、最小壓力閥、溫控閥、空氣冷卻器、油冷卻器、冷卻風扇、溫度開關(guān)等部件組成。圖2為S02T-B1.5空壓機的結(jié)構(gòu)原理圖。

壓縮機啟動后，空氣通過空氣濾清濾器進入螺桿主機進行壓縮后，形成的油氣混合物進入油氣分離器，在最小壓力閥控制下，使油氣分離器內(nèi)壓力快速升高，保證潤滑油的循環(huán)內(nèi)壓快速建立。當后端空氣壓力達到標準設(shè)定值，空壓機停止運轉(zhuǎn)，最小壓力閥閉合。油氣分離器壓力通過卸荷電磁閥卸放，確保壓縮機下次啟動時油氣筒內(nèi)壓力下降至300 kPa以下，這種精確協(xié)調(diào)的過程較大地抑制了潤滑油的泡沫化趨勢，并且保證機組能夠在低負載的情況下重新啟動。

潤滑油路系統(tǒng)由油氣分離器、溫控閥、油冷卻器和油過濾器等組成。潤滑油是利用壓差原理進行循環(huán)，無油泵。當空壓機運行時，在油氣桶內(nèi)建立起來壓力，推動油通過油過濾器，然后將油傳送到螺桿組的軸承、傳動機構(gòu)以及注油點處，實現(xiàn)機組的潤滑、密封、冷卻及降噪作用。潤滑油在返回螺桿主機前，通過油氣分離器及油過濾器實現(xiàn)過濾及油氣分離，且當油溫超過溫度開關(guān)設(shè)定值時，還會通過溫控閥、油冷卻器實現(xiàn)潤滑油的冷卻作用，保證潤滑油正常循環(huán)使用。

2 對比分析

為了更清晰地對VV120活塞式空壓機和S02TB1.5螺桿式空壓機進行對比，以下用表格的形式，從2種空壓機的主要技術(shù)參數(shù)、空壓機電氣控制和維護內(nèi)容3個方面進行對比。

2.1 主要參數(shù)對比分析，見表1

表1 主要參數(shù)對比

2.2 常用控制對比分析，見表2

表2 空壓機常用控制對比

VV120活塞式壓縮機與S02T-B1.5螺桿式壓縮機的主電路（AC380V）基本一致，均通過控制三相交流接觸器（CMK）的通斷來控制壓縮機的啟動與停機，差別僅在于控制電路及安裝位置不同。

VV120活塞式壓縮機由于是采用浸入式濺油潤滑，潤滑油不參與壓縮過程，油溫通常較低，無需監(jiān)控溫度，因此通常無需監(jiān)控油溫，控制邏輯較為簡單，車輛側(cè)發(fā)出啟動信號后直接控制壓縮機啟動。整個風源裝置整電氣控制集成在車輛側(cè)，需與車輛電氣控系統(tǒng)（啟動指令、壓力開關(guān)信號等）協(xié)同完成風源裝置的啟停控制，裝置內(nèi)無狀態(tài)監(jiān)測信號。

而S02T-B1.5螺桿式壓縮機則是采用噴油潤滑，潤滑油參與壓縮全過程，為防止高溫，需設(shè)置油溫開關(guān)對空壓機工作過程中的油溫變化進行監(jiān)控；為防止螺桿主機帶載啟動及潤滑油泡沫化，需要設(shè)置壓力開關(guān)對機體內(nèi)的啟動壓力進行監(jiān)控。基于上述因素及故障導(dǎo)向原則，S03T螺桿式風源裝置設(shè)置了以下故障診斷功能，包括機組高溫保護監(jiān)控、機組過載保護監(jiān)控、機組啟動反饋監(jiān)控等。

圖1 VV120型空壓機結(jié)構(gòu)原理圖

圖2 S02T-B1.5空壓機的結(jié)構(gòu)原理圖

2.3 維護檢修對比分析，見表3、4

表3 空壓機維護保養(yǎng)內(nèi)容對比

表4 空壓機檢修內(nèi)容對比

3 結(jié)論

通過以上2種空壓機的對比，我們不難看出S02T-B1.5螺桿式空壓機雖是國產(chǎn)新興設(shè)備，但在主要參數(shù)、干燥器參數(shù)和常用控制方面比較優(yōu)于VV120活塞式空壓機，且需維護配件的頻率低于VV120。雖然其維護內(nèi)容里存在維護配件數(shù)量較多的缺點，但是南京地鐵也正逐漸摸索，結(jié)合實際檢修經(jīng)驗，積極制定科學有效地維護方案從而減少所需維護的配件數(shù)量。VV120活塞式風源裝置雖為老牌進口設(shè)備，但因其整機購置成本較低并擁有完整科學的維護方案和優(yōu)越的穩(wěn)定性依然使得VV120活塞式風源裝置活躍在如今的軌道交通舞臺上。由此得出，只有熟知空壓機的工作特性并結(jié)合配件國產(chǎn)化，從日常檢修維護中總結(jié)經(jīng)驗，制定一套完整的科學維護方案，從而做好空壓機的維護。