SS9电力机车空气管路系统的检查维护和检修

1、SS9电力机车空气管路系统的检查维护和检修摘 要电力机车空气制动系统主要包括空气管路系统和制动机系统两部分，是机车组成的 重要部分，其主要作用是对机车及列车进行控制和制动，保证列车的安全行驶。机车空 气制动系统保持其良好、可靠的工作性能，对于实现多拉快跑，保证行车安全具有十分 重要的意义。为满足运用要求，保证机车空气制动系统良好、可靠、安全地工作，正确 分析和了解机车空气制动系统各部件随机车运用而自然磨损、腐蚀、老化、疲劳的渐变 过程，掌握自然发展规律，指定出切合实际的检修计划和内容，以恢复制动机的性能， 是从事机车检修的一项主要任务，也是保证行车安全的必要措施。电力机车空气管路系统就其功能分

2、为风源系统、控制管路系统和辅助管路系统。风 源系统主要山空气压缩机、压力控制器、总风缸、空气干燥器等配件及其联接管路组成。 其功用为提供机车与车辆制动机系统及全车气动器械以稳定和洁净的压缩空气。控制管 路系统主要山辅助空气圧缩机、辅助风缸、控制风缸、止回阀、连锁阀及其联接管路组 成，用以提供全车气动电气的压缩空气既安全保护措施，是保证机车正常运行不可缺少 的环节。辅助管路系统主要山撒砂器、风喇叭、刮雨器、轮喷装置及其连接附件、管路 等组成，是确保机车安全运行及改善性能的必备装置。SS9型电力机车-发现问题：SS9型机车是釆用微机控制的电力机车之一，曾经常发 生系统死机问题，导致整辆机车无法启动

3、，尤以冬天最为严重，影响列车车次的正点率。 及后有关方面为在中国东北地区行走的SS9型机车加装加热器，使其微机系统在严寒环 境下仍能保持稳定，大大减低微机故障率。因此防寒技术是确保机车低温工作性能的关键。过去我国电力机车主要在华北及其 以南地区运用，最低使用温度一般不到-25C,随着国产电力机车进入东北地区和乌兹 别克斯坦、哈萨克斯坦等国外市场，这些地区冬季严寒的气候给电力机车正常运用带来 了巨大挑战。以哈尔滨地区为例，一月份平均气温为-19. 6C,极端最低气温可达 -42. 6Co这些用户都明确要求机车应能满足-40C（哈萨克斯坦招标机车要求为-50C 低温下正常运行，而低温下电力机车空气

4、管路系统因防寒措施不当易出现零部件性能下 降、管路及阀件冻结等问题，将严重影响机车的正常运用。关键词：SS9型电力机车；电力机车空气管路系统；防寒技术摘 要1引言11. 风源系统的组成12. 控制管路系统13. 辅助管路系统121. 风源系统的构成22. SS9型电力机车风源系统2第二章风源系统的检修6162. 检修设备与工具63. 日常维护检查、小修与辅修64. JKG1型空气干燥器8第三章 电力机车制动机（DK1型制动机）101. DK-1型自动空气制动机的性能试验102. DK-1型空气制动机的维护保养11第四章控制管路系统与辅助管路系统的检修131. 检修工具与设备132. 管路系统的

5、检修要求133日常车上管路系统的检修144.空气管路系统的中修第五章 电力机车管路系统的防寒技术1. 空气管路系统防寒历程162. 空气管路系统防寒技术分析17结 论20 参考文献20SS9型电力机车空气管路系统1. 风源系统的组成风源系统由空气圧缩机、高压安全阀、止回阀、空气干燥器、逆流止回阀、折角塞 门、软管连接器、总风缸、双管供风调压阀、排水阀、启动电空阀、压力控制器及塞门 等部件组成。2. 控制管路系统控制管路系统主要向受电弓、主断路器及高压电器柜内的电空接触器、转换开关等 机车气动电气设备提供所需的压缩空气，由辅助压缩机、控制风缸、辅助风缸、单向阀、 调压阀、分水滤气器、模板塞门等组

6、成。3. 辅助管路系统SS9机车辅助管路系统主要曲撒沙器、喇叭、刮雨器、后视镜及其连接管路组成， 当各辅助装置故障或检修时，可将相应塞门关闭，切断其风源。SS9型电力机车通风系统SS9改型电力继承常用独立通风系统，即车外空气不直接进入车体，而是通过各自 独立的风道对各部件进行冷却。按照被冷却对象分为3大通风系统：牵引通风系统、制 动通风系统和主变圧器通风系统。全车釆用4台离心式通风机、5台轴流式的通风机。第一章风源系统电力机车空气管路系统按其功能可分为风源系统，制动机气路系统、控制气路系统 和辅助气路系统四大部分、其中，风源系统的作用是生产、储备、调节控制圧力空气， 并向全车各气路系统提供所需

7、的高质量、洁净、稳定的压力空气。1. 风源系统的构成SS系列电力机车风源系统由主空气压缩机组、压力控制器、总风缸、止回阀（或 逆流止回阀）、高压安全阀、无负载气动电空阀、空气干燥器（或油水分离器）、塞门及 连接管等组成。 主空气压缩机组（简称主压缩机组，包括主压缩机及其驱动电机）用于生产具 有较高压力的压力空气，供全车空气管路系统使用。 总风缸（乂称主风缸）是用来储存压力空气的容器。为保证压力稳定的压力空 气的充分供应，机车上必须配备容量足够大的总风缸。工作中，总风缸内的压力空气经 总风缸管送至制动机系统、控制气路系统和辅助气路系统使用。 空气压力控制器（即空气压力调压器）是利用总风缸压力的变

8、化，自动控制空 气圧缩机的工作，使总风缸压力空气的压力保持在一定范围内。当总风缸空气压力达到 醉倒规定值时，自动切断主空气压缩机电动机的电源电路，主空气压缩机停止工作；当 总风缸空气压力地域最小规定值时，自动闭合主空气压缩机电动机的电源电路，主空气 压缩机恢复打风 空气干燥器用于驱车主空气压缩机组生产的压力空气中的油、水、尘埃、及机 械朵质等杂物后，储存在总风缸内，供全车空气管路系统使用。 无负荷气动电空阀用于减小主空气压缩机组在气动过程中的启动负载，以保证 主空气压缩机组顺利启动。 止回阀（或逆流止回阀）用于先知压力空气的流动方向，以防止压力空气向主 空气圧缩机气缸内逆流或防止压力空气逆流到

9、无负荷启动电空阀排入大气2. SS9型电力机车风源系统SS9型电力机车的风源系统山空气压缩机，高压安全阀、止回阀、空气干燥器、逆 流止回阀、折角塞门、软管连接器、总风缸、双管供风调圧阀、排水阀、启动电空阀、 压力控制器及塞门等部件组。机车风源系统的组成及管路原理如图1所示，图1, SS9型电力机车风源系统管路原理图40、41、65、66供风软管连接器：43TSA-230A压缩机；44V-2.4/9压缩机: 45、46高压安全阀；47、48止回阀；49双塔干燥器；50逆流止回阀；63、64、 89、90供风折角塞门;8588防撞塞门;91、92总风缸；111113截断塞门； 163166排水阀；

10、547KP一压力控制器；549KP一压力开关；248YV启动电空阀SS9型电力机车的风源系统可分为压缩空气的生产、压力控制、净化处理、储存、 风源保护5个环节。SS9电力机车风源系统正常工作时通路如下：高压安全阀45空气压缩机43 止回阀47高压安全阀46厂 塞门13A冷却管亠空气干燥器49 塞门3匚塞门hi划空气压缩机44A止回阀48启动电控阀248YVJ压力控制器547KP机车4第一总风卸塞门112逆流止回阀50 第二总风缸92塞门113 T总风管（ 供风）4调压阀37 塞门39供风省L防撞塞门85、86. 87、88 供风折角塞门63、64、89、90压力开关549KP4总风软管连接器4

11、0、41. 65、66客车供风软管因为机车空气压缩机启动频繁，为保证圧缩机在任何工况下都能顺利启动正常工 作，在压缩机44排风口和指挥阀48间装有启动电空阀248YVo高压安全阀是确保总风管路不超压的安全措施，其整定值为950KPao给客车供风的调压阀37整定值为600 KPa,用于供风压力状态指示的压力开关549 KPa整定值为480 KPao可以从司机台上的指示灯判断供风风压的正常与否，或者从双 管供风装置的风压表可观察到供风风压。为保证风源系统的功能在不同工况下的正常发挥，一般应按照表1的要求操作塞门 的开闭。表中V表示塞门处于开通状态X”表示塞门处于关闭状态表1 SS9型电力机车在不同

12、工况下塞门开闭情况机车工况塞门所处状态备注11111211363、 64、 89、90163、164、165、16638、39、139正常运行VJXV机车运行 时打开与 车辆相连 的对应的 一个供风 折角塞门无火回送XXX库停XVXX圧力控制器547KP若在运行中发生故障而影响压缩机正常工作，可关闭139塞门, 鼎司机手动控制压缩机的停启。库停时应定期将总风缸内水排尽，尤其在冬季，长时间 库停需要先将总风缸排水阀163166打开排尽压缩空气后再关闭。第二章风源系统的检修1. 概述目前SS4改、SS7E和SS9型电力机车基本采用TSA系列螺杆空气压缩机,。螺杆空气压缩机结 构简单、易损件少、排温

13、低、压比大、维护费用低、运转平稳。不论从排量范用，机型多样化，还 是从空压机的性能、技术、经济指标来衡量，螺杆空气压缩机多方而优于活塞空气压缩机。螺杆空 气压缩机整逐步成为机车车辆空气压缩设备的主力军。TSA型螺杆空气压缩机组由四大主要部件构成，即驱动装宜、空气压缩机机体、风冷冷却装宜 和底座。它们用螺栓连接在一起。组成一个紧凑的底座支承的机组，由弹性减丧器挠性地连接到一个公用底座上，共用底座与机车用螺栓刚性连接紧固。螺杆空气压缩机组的结构如图21 I -QTY-15(Dg15)3分水滤气器QSL-15(Dg15)4滤尘止回阀Dg85直通式过滤器Dg25、 Dg206止回阀IDg15、 Dg2

14、57髙压安全阀ss型15第五章电力机车管路系统的防寒技术1. 空气管路系统防寒历程最初国产电力机车的防寒是在既有机车的基础上进行防寒处理和改进，以满足低温 运行要求，其型号主要有SS4改、SS9和SS9改。由于当时缺乏防寒经验，我们主要 针对机车低温下出现的问题，逐步摸索空气管路系统防寒经验，最终使机车满足一 40C 低温下正常工作要求。第一阶段的防寒从首批赴东北地区运用的SS4改型机车设计制 造阶段开始实施。我们从确保部件的低温性能人手，要求全部装车产品满足一 40C低 温要求，关注的重点是压缩机、干燥器及各阀的密封橡胶件等儿项关键部件。此外我们 还参照西北地区电力机车的防寒经验，对空气管路

15、系统中影响行车安全的分配阀、中继 阀、管道滤尘器等儿个重要阀件加包电热套，并借鉴高寒地区内燃机车用布包裹管道防 寒的经验，对安装于机车底架上的钢管加包防寒保温材料。该批机车投入东北地区运用 后在2001年冬季，空气管路系统出现了一些问题，经统计主要有以下儿类：压缩机无 法向总风缸充风；升弓管路系统工作不正常，导致机车升弓、合主断困难；干燥器工作 异常，如无法正常排污或内部气流通道堵塞；少量制动机阀件冻结卡滞等。针对以上问 题，我们实施了笫二阶段的防寒，在原来基础上扩大电热套的应用范圉，对空气管路系 统儿乎所有气动阀件加包电热套。考虑到蓄电池的容量，这些电热套分为两类：第一类 主要对确保受电弓、

16、主断正常工作的升弓管路系统各阀件进行加热，山机车蓄电池提供 DC110V电源；其余电热套列为第二类，主要对风源系统和制动机系统各阀件进行电加 热，山机车控制电路供电。实施以上防寒措施后，SS4改型机车低温工作性能明显提高, 但SS9和SS9改型机车因其特殊的管路布置，仍存在低温下压缩机无法向总风缸充风 的问题。针对该情况我们在2002年冬季对这两型机车实施了第三阶段防寒，即在两压 缩机出风管汇合处的三通阀及附近钢管(均属机车底架管路)、干燥器排污管共两处地方 缠绕自控温电伴热线，外包防寒保温材料；并在螺杆压缩机与干燥器进风管之间增设一 条备用管路；同时还将双塔干燥器转换周期缩短，以提高干燥效果

17、；除此之外，还从 SS90074机车开始，将螺杆压缩机与活塞压缩机位置对调，以缩短螺杆压缩机至干燥 器的管路长度。通过以上三个阶段的防寒，电力机车因低温而出现的故障大幅减少，基 本上能满足在冬季严寒气候条件下正常运用。但以上防寒措施中也存在一些问题与不 足，主要有以下儿点：(1)加热保温针对性不强。山于过去我们对管路系统易冻部位调查分析不够，从确保 安全角度出发，采取了对儿乎所有气动阀件加包电热套，对大部分管路包加防寒材料的 描施。实际上这是一种治标措施，效果并不理想。因为该措施不能清除管路系统冻结的 真正元凶一冷凝水，反而使机车制造和运行成本增加，电气线路的故障隐患点增多， 而且阀件包加电热

18、套后还增加了检修维护的难度。16（2）电热套缺乏自动调温能力。环境温度稍高时，部分阀件可能因加热温度过高而加 速内部橡胶件老化；当环境温度降低时，另一部分阀件乂可能因加热功率不足而起不到 防冻的效果。2. 空气管路系统防寒技术分析（1）防寒设计原则空气管路系统防寒设讣原则是在满足机车低温下正常运用的基础上，还具备安全可幕、 经济实用、操作维护方便等优点。也就是说，一方面要确保防寒效果显著，方面乂要 使防寒描施简单实用，具有可靠性、针对性和一定的免维护性。既防止因扩大围加热保 温而造成资源浪费，乂避免因防寒措施不当而导致机车故障。（2）低温对机车空气管路系统的影响我国东北地区以及哈萨克斯坦、乌兹

19、别克斯坦等地的最冷时期出现在每年12月至次年 1月，此时日最低气温一般为-5C-35C ,相对湿度60% 80%。这种严寒的 气候对机车空气管路系统的影响主要有两方面。一方面是低温下各零部件自身性能下降 或丧失，如润滑油脂粘度增大其至固化、橡胶件变脆且易老化龟裂、钢材韧性下降而脆 性增大、电子元器件工作异常等。针对这类问题，关键在于对机车外购零部件及原材料 进行把关，确保选用的产品在-40C#至更低温度下能正常工作。另一方面是压缩空气 中的冷凝水在管道内结冰，造成管路系统冻结。这是因为空气压缩后，单位体内的水蒸 气分压力增大，露点升高，当其随环境温度降至0C以下，就有可能析出冷凝水并结冰 图3

20、表示的是压缩空气饱和含湿量与绝对压力和温度的关系。饱和含湿量卍图3圧缩空气饱和含湿凰与绝对压力和温度的关系17从图3中可以看出，低温状态下空气饱和含湿量一般较低（0.750.9 MP压缩空气 在0C以下的饱和含湿量小于1g/kg）,随着温度升高，该值呈近似指数级增长；在温 度不高（40C以下）时，饱和含湿量与压力呈近似反比关系。例如在环境温度-20C ,相 对湿度60%时，大气含湿量约为0.5g/kg,对应露点-25C :当压缩至900 kpa后， 压缩空气的露点将升高至4C左右，降至环温后每含有1 kg干空气的湿空气中将有约 0.45 g水析出并结冰。（3）干燥指标的选定防治管路系统冻结的关

21、键在于对压缩空气进行干燥处理，除去其中水份，使其压力露点 低于环境温度。为确保空气管路系统低温下正常工作，我们应正确选定干燥器的干燥指 标。根据世界各国经验，为防止管路系统出现锈蚀现象，空气管路系统使用的压缩空气 相对湿度应低于35%,当然这是指压缩空气在压力状态和环境温度下的相对湿度值。实际上山于在干燥器出风口处的压缩空气温度有可能高于环温15C（螺杆压缩机供风） 棋至更多（活塞压缩机供风），在其降温过程中，相对湿度必然上升，所以干燥器出风口 处干燥指标应低于35%方能满足要求。究竟低多少合适呢？我们可假定机车山螺杆压缩 机供风，此时干燥器出风口处的压缩空气与环境的温差为15C（忽略总风冷却

22、管、干燥 简的散热以及吸附过程中的发热）。从图1可看出，该温差将导致空气饱和含湿量下降 为原来的1/47 2、即圧缩空气充分冷却后相对湿度将为高温状态下的24倍。所 以为确保压缩空气相对湿度始终低于35%,干燥器出风口处干燥指标宜选定为不大于 8%。此外，双塔干燥器的干燥效果与转换周期有一定关系，一般而言缩短转换周期可 提高干燥效果，但会因为转换阀件的工作频率增高而缩短使用寿命。由于高温和低温环 境下干燥剂的吸附效果都会明显下降，所以此时应适当缩短干燥器转换周期，并增大再 生孔径，以确保干燥效果。（4）防治管路系统冻结的重点部位根据对机车低温下故障情况的统计，我们将下面三个部位作为重点来做好管

23、路系统冻结 的防治工作。 干燥器：干燥器低温下易出现内部气流通道堵塞或无法正常排污等故障。这是因为干 燥器内部一些管路、阀件处在高湿度熹至有冷凝水析岀的情况下丄作，水份残留在内壁, 日积月累可能导致排污管和滤清简冰冻堵塞，排污阀和进气阀等部件动作卡位。针对这 类问题，我们可在安装设计中尽量避免排污管大角度折弯，并在该管外包自控温电伴热 线和防寒管材；同时对排污阀和进气阀等部位采用加热板或电热套进行加热保温。过去 为确保干燥器故障后能维持机车运行，通常设有干燥器短接塞门，以将其隔离而直接导 通圧缩机与总风缸。该做法对防寒工作十分不利，因为导通短接塞门将导致大量未经处 理的饱和高湿度压缩空气直接进

24、入后续管路，低温下极易引发冻结故障，在实际运用中 应尽量避免。若干燥器的可靠性很高，则可考虑在设计中取消短接塞门。18 总风冷却管路：圧缩机至干燥器之间的总风冷却管路冻结堵塞问题曾经在电力机车上 多次出现。其主要原因是该段管路位于干燥器之前，内部的压缩空气未经干燥处理，富 含水份，低温下易导致该段管路上的止回阀冻结卡位或钢管内部完全冰封堵死。止回阀 是通过阀芯在阀体内上下移动实现气体单向流动的，阀芯表面附着的冷凝水结冰后，容 易使阀芯冻结在阀体上不能动作，导致压缩空气流动受阻。要解决该问题可考虑在止回 阀外部加装效果良好的加热装置，使其温度升至冰点以上。如果压缩机自带止回阀（LI 前装车的螺杆

25、压缩机都属该惜况），则总风冷却管上的止回阀多余，可予以取消总风冷 却管内部完全冰封堵死的情况主要出现在SS9型机车上，且一般位于距干燥器较近的 底架管路低凹处以及穿越车底地板处。这是因为SS9型机车压缩机与干燥器总体布置 距离较远，总风冷却管较长，且多布置于车底，使得高温压缩空气与外界的热交换比较 充分，冷凝水有足够时间冷却并结冰。相比之下SS4改型机车因为压缩机与干燥器的 距离较近，总风冷却管较短，而极少出现这种情况。这说明要避免总风冷却管冻结堵塞, 应尽量将干燥器与压缩机布置在一块，以缩短该段管路长度，若条件允许还可在该段钢 管外缠绕自控温电伴热线，外包防寒保温材料。 升弓管路系统：以前电

26、力机车升弓管路系统出现冻结故障的悄况比较严重，这是因为 机车库停后重新升弓合主断时，有时需要辅助压缩机提供压缩空气，而辅助压缩机提供 的压缩空气一般未进行有效的干燥处理，其中肯定会有凝结水随温度下降而析出，并容 易在随后管路中的止回阀、调压阀等处集结成冰使其动作失灵，导致机车故障。针对这 类问题首先可考虑减少易故障部件，如：受电弓一般自带调压阀，设置在管路中的受电 弓调压阀可考虑取消：其次，可在辅助压缩机出口设置冷却风缸，以尽快降低压缩空气 温度，并通过分水滤气器或小型干燥器及时处理掉已析出的冷凝水，防止其进入后部件; 再次，可对易故障阀件采取有效的加热措施，防止其冻结；最后，在严寒气候下还应尽 量少用辅助圧缩机打风，以避免产生水汽而影响后续管路系统。19结 论本论文主要针对S