GKD2型內燃機車空氣凈化系統優化改進

江 濤

（江西銅業股份有限公司貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

內燃機車是冶金企業重要的交通運輸工具，貴溪冶煉廠鐵路編組站有5臺GKD2型內燃機車。內燃機車風源凈化系統對機車的正常運行具有很大作用，機車空氣凈化系統是機車風源系統的主要組成部分，為機車制動和走車電路提供清潔、高效的風源，保障機車的正常安全運行［1］。在改進前機車空氣凈化系統存在設計缺陷，導致機車制動系統和走車電路等相關故障頻發，不僅嚴重影響鐵路行車安全還增加了檢修人員的工作負擔和備件維修成本。為解決空氣凈化系統導致的故障，車站多次與生產廠家進行溝通，對方未能提出較好的解決方案。如何解決這個難題一直困擾了車站多年。

2 空氣凈化系統的組成及工作原理

空氣凈化系統由濾清器、空氣干燥筒、閥件及管路等組成。其結構如圖1所示。

圖1 空氣凈化系統結構圖

機車上所使用的的空氣直接來源于大氣，大氣中除了氣體外還含有大量的水分，塵埃等雜質，空氣凈化系統主要作用就是清除壓縮空氣中的油分、水分和塵埃等三大有害物質，使輸入總風缸的壓縮空氣得到凈化，為機車提供可靠的風源［2］。經過空壓機壓縮后的空氣首先進入濾清筒過濾塵埃、油霧等雜質，之后經干燥筒進行干燥，最后進入總風缸。

3 空氣凈化系統設計缺陷分析及改進措施

在機車實際運行過程中，經過空氣凈化系統凈化后的空氣中仍然有一部分霧狀潤滑油、水氣和塵埃等有害雜質混入到總風缸，這些有害物質的累積易造成機車制動系統和走車電路發生故障，甚至制動失效，嚴重危及行車安全。我們對空氣凈化系統部件進行分解，結合日常使用情況發現導致相關故障產生的直接原因就是空氣凈化系統存在設計缺陷。

表1可以看出因空氣凈化系統缺陷導致的內燃機車故障：內部銹蝕、管路凍結堵塞、制動閥件故障、控制用風系統失靈等。

表1 空氣凈化系統故障統計

3.1 空氣雜質過濾程度不夠

現有環境空氣中雜質多，機車空氣凈化系統對空氣過濾程度不夠會造成制動閥件故障頻繁，控制用風系統失靈，從而無法正常停車和運行［3］。為進一步加強空氣雜質的過濾，我們加裝了油水分離器作為前置濾芯，對空氣凈化系統進行前期凈化。油水分離器用以消除空氣壓縮機出來的壓縮空氣中的液態（油、水）粒子及塵埃等，以減輕空氣干燥器中干燥劑的吸附負荷及油粒子對干燥劑的污染。

運用中，乘務人員應經常在有壓力空氣的情況下，打開排污塞門，以排除污物，在每次中修時應對濾網進行清洗［4］。

圖2 油水分離器

3.2 雜質排放不徹底

濾清筒和干燥筒底部油霧等雜質，需要依靠人工不定時的打開底部閥門排放雜質。一旦人工排放頻率沒有得到保證，且排放壓力小，就會在工作過程中產生塵埃，會直接導致排放不徹底。時間一長濾清筒和干燥筒底部積累的雜質越來越多，并隨著空氣進入總風缸，從而進入機車控制用風系統，造成一系列的故障。為使雜質排放徹底，我們加裝了排泄電磁閥和再生風缸。排泄電磁閥的作用是在空氣壓縮機工作時關閉濾清筒到大氣的通路，在空氣壓縮機停止工作時，將濾清筒中積存的油霧、塵埃、水和來自再生風缸的風排入大氣。排泄電磁閥由1個FKIB型兩位兩通電空閥和1個排泄閥兩部分組成［5］，如圖3所示。

圖3 電磁排泄閥

排泄電磁閥上有3條氣路。第一、 左邊氣路經截斷塞門與濾清筒相連；第二、 右邊上面的氣路與再生風缸相連，通過FKIB型電空閥，使再生風缸跟上端蓋與活塞間的氣室相通，這條氣路是控制排泄閥打開或關閉的控制通路；第三、 右邊下面的氣路與消音器相連。

加裝了排泄電磁閥和再生風缸之后，空氣凈化系統形成了新的結構，如圖4所示。加裝的電磁閥進線接在Yc輔助常閉閥觸頭上，當空壓機運轉時，電磁閥不得電，排泄閥處于關閉狀態，當空壓機停止運轉時，電磁閥得電，帶動內部銜鐵左移，再生風缸的風經電磁閥右側通路進入排泄閥頂部，克服彈簧壓力將排泄閥內活塞下壓，溝通油水分離器、濾清筒、干燥筒與機車油底殼的通路，將污油排入其中，經過30 s左右，再生風缸風壓下降到50kPa以下，雖然電磁閥仍然得電，但再生風缸的風壓克服不了活塞彈簧的壓力，活塞在彈簧的彈力作用下上下移動，將油水分離器、濾清筒、干燥筒與機車油底殼的通路關閉［6］。

圖4 空氣凈化系統

3.3 排放方式不環保

空氣凈化系統產生的污染物，通過管路直接排放到鐵路線路上，導致環境污染。為改變其排放方式，我們對排污管路進行改造，將排污管連接到機車動力室的污油箱內，污油箱收集到的污油全部排入污油池，防止環境污染。

圖5 管路改進后示意圖

4 結束語

空氣凈化系統改進后，我們對改進前后的系統故障進行了統計，如圖6所示。改造后的空氣凈化系統能做到定時、定壓排放雜質，將空氣徹底凈化，降低機車運行故障的產生，且排放的污染物可回收，達到降低生產成本、維護生態環境的目的。

圖6 改進前后空氣凈化系統故障次數