摘要:分析JKG型空气干燥系统的原理和在机车安全运行当中的重要性,同时根据机车运行中实际发生的故障提出改进措施,改进后空气干燥效果得到了明显改善,故障率明显降低,有效的保证了机车的安稳运行,取得了良好的社会效益和经济效益。
关键词:东风10D型机车 JKG型风源净化装置 空气压缩机 制动机
1 问题的提出
目前,中石化济南分公司使用的是两台DF10D型调车机车。机车在工作过程中,要频繁的进行制动和缓解,从而达到机车车辆启动和减速停止,尤其是调车机车,在中石化济南分公司,由于编组线长度限制,以及装车股道多,机车车辆的制动尤为频繁。因此,机车制动系统运行的状态直接影响到调车作业的行车安全。
机车车辆上制动机使用的压缩空气,是由机车的空气压缩机从大气中获得并压缩制作的,在取得压缩空气的同时,大气中的灰尘和水蒸气经过压缩后,其浓度按照压力成倍增加,再加上空气压缩机工作时一部分雾状的润滑油混入到压缩空气中,便形成了污染压缩空气的三大有害物质。这些有害物质随压缩空气进入机车车辆的空气管路后,将造成管道和零件的锈蚀,加速运动系统的磨损,或垫住阀口、堵塞空气管路、卡死柱塞等故障,影响了空气管路系统的正常使用。尤其从压缩空气中析出的凝结水,不仅磨蚀管道和阀类零件,恶化阀类的工作环境,缩短制动机和气动机械的使用寿命。
2 JKG型风源净化装置工作原理
要排除空气管路里面的凝结水,定期排水(总风缸排水、压缩机排水等)仅是治标措施,真正治本的途径,在于降低压缩空气的湿度,使贮存在总风缸内的压缩空气不呈饱和状态,其湿度降低到管路系统最恶劣的工况下均不出现凝结水。
现在两台DF10D 型调车机车均采用的是JKG型风源净化装置,该装置是一种无热再生双塔式连续工作的压缩空气装置,该装置将油水分离器独立设置,主要由干燥塔、进气阀、排气阀、出气止回阀、电控器、电空阀等主要部件组成。机车采用双塔,一个塔在执行干燥功能的同时,另一个塔就执行再生功能,利用干燥塔上的控制器对两塔进行固定周期的切换,循环实现干燥和再生功能。这种再生方法简单实用,易于实现与压缩机工作的同步性,使干燥系统长期保持高效工况。
空气干燥塔的工作是与空气压缩机的工况相联系的,当空气压缩机启动时,电控器同时得到通电信号,电控器使一个电空阀处于得电供气状态。另一电空阀处于失电排气状态,从空气压缩机来的压缩空气经过冷却后,由油水分离器分离出其中的液态粒子,然后进入干燥塔,当空气压缩机工作得到干燥器转换周期时,在控制器的控制下自动转为另一干燥塔工作,如此两塔交替干燥。每次空气压缩机停机时,电磁排污阀能将油水分离器中的压缩空气及油分和水分予以排出,从而达到从根源上净化机车压缩空气的目的。
3 典型故障汇总以及原因分析
分公司自2002年开始使用DF10D型调车机车以来,详细记录了两台DF10D型调车机车的运行情况和故障记录,以下是两台机车使用以来风源净化系统故障情况汇总(见表1):
尽管机车的风源净化装置降低了制动机故障率,但是空气干燥系统本身的维护处理不及时到位同样影响机车的运行安全,机车两个再生干燥塔本身存在设计缺陷,每次压缩机泵风完成后转换干燥塔干燥和再生功能,这种形式有种明显缺点就是每次泵风时间长短不定,因此再生时间长短也不一定,长时间实用,容易造成干燥塔再生情况不好,从而影响整个干燥系统的干燥效果,因此有必要进行改进。
4 改进措施
为保证机车运行安全,车间根据机车运行情况和风源系统的故障记录,于2005年底对两台机车安装干燥塔定期转换数字控制器,保证风源干燥系统的干燥和再生效果。同时加强人员和设备管理,制定详细的管理措施。
在干燥塔上安装数字定时转换器,固定每个干燥塔的干燥吸附状态和再生状态的时间长短,具体是当空气压缩机工作时,指示灯亮的干燥塔进入再生状态,指示灯不亮的干燥塔处于干燥吸附状态,当压缩机连续工作达到72秒时,电控器发出转换信号,指示灯熄灭,该塔的排气阀关闭,一个再生周期结束,另一个塔继续执行干燥吸附功能,此时,控制器继续读秒,待灯灭后18秒,干燥塔的指示灯亮,该塔进入再生状态,排气阀开启,排出压力空气。计算下来干燥塔的正常转换周期为90秒。如果压缩机连续工作时长低于72秒,数字控制器也将停止读数,于下次空气压缩机工作后继续累计,直到90秒双塔才发生转换再生和干燥吸附过程。
对于空气干燥系统的具体管理,制定几条措施:①机车的小修时必须更换干燥系统内所有的橡胶密封件,防止橡胶件变形失效。②每季度要对干燥系统进行一次全面检查,打开检查干燥塔滤网和干燥剂状态,发现干燥情况不良或者失效的要及时更换。③每四年机车进行中修时,必须更换干燥剂,清洗各管路和控制风路,同时调试电控器动作参数至规定范围内。④组织对乘务人员进行培训,提高乘务员的应急故障处理,提升乘务员业务水平。
5 改进后效果
通过对机车风源净化装置进行有目的的改进,同时加强对乘务员的培训,改造前后对比可以很清楚的发现风源净化装置的故障率明显下降,在节约了检修成本的同时,最主要保证了机车车辆制动系统的工作性能更加稳定可靠,为机车车辆的安全运行提供了最有力的保障。
6 风源净化系统安全隐患及改进建议
由电磁排污阀的工作原理可知,只要空气压缩机停止工作,电空阀线圈就得电,排污阀就打开,对于调车机车而言,单机停留时间长,空气压缩机有可能长时间不工作,这样就容易造成电磁排污阀电空阀线圈长期处于得电状态,极易发生烧损,造成电空阀不工作,电磁排污阀故障。根据目前的技术状况和实际环境,建议在电磁排污阀上加装延时约60s左右的时间继电器,使得电空阀线圈在得电60s后自动断电,这样做既保证了排油排水效果,同时又缩短了电空阀工作时间,从而延长了线圈的使用寿命。
7 结束语
以上是东风10D型机车风源净化系统的原理、应用分析和故障判断及处理措施,多年来机车的运行记录和故障处理为机车检修提供第一手资料,提高检修效率,保证检修质量,有利于保障机车安全运行,取得良好的经济效益和社会效益。