论乳化电客车制动系统空压机乳化作用产生及预防

论文导读：
摘要：通过对油乳化现象的正常认识来避免乳化现象带来的相关危害，对苏州轨道交通一号线空气压缩机正确维护提供了理论分析及实际举例，这对降低空气压缩机及制动系统相关设备维护成本、节省人工起到不可估量的实际效益；提高相关维护部门保障电客车安全、准点供车率提供了坚实基础。
关键词：电客车；空气压力机；乳化作用；
1 概述
地铁电客车以空气压缩机为压缩空气的供给单元，空气压缩机工作产生压缩空气，经两级压缩及两次冷却后经双塔干燥器除湿与精细滤油器滤油和杂质后，把高质量的压缩空气输送给电客车制动系统设备使用。现在地铁业主用户经常会碰到空气压缩机润滑油乳化现象。一旦产生此现象如何处理及时、得当是保证空气压缩机日常正常工作不受任何影响的前提条件，否则轻则更换空气压缩机润滑油，重则对空气压缩机带来不可复原的机械损坏。因此要通过对油乳化现象的正常认识来避免乳化现象带来的相关危害。
2 空气压缩机乳化现象危害分析
空气压缩机油乳化现象通常是指空压机润滑油与水分结合在一起发生乳化结块现象，空气压缩机润滑油乳化是相当复杂的过程，不是简单空气压缩机质量问题，空气压缩机都是为长时间运转设计的，运转时间一般源于：论文参考文献格式www.7ctime.com
应不少于电客车运营时间的30%占比。但是现在由于空气压缩机工作时间不够导致油液温度太低，所有存于油腔的水分全部进入润滑油，而造成油液乳化，主要是因为空气压缩机在压缩工作时潮湿空气中正常析出的水分经活塞环间隙进入曲轴箱所造成。空气压缩机是生产压缩空气的关键部件，所产生的压缩空气供电客车制动系统及所有气动部件正常工作使用，其工作状态的好坏直接关系到电客车的安全和气动机械能否正常工作。
压缩机油乳化后油液润滑效果变得很差，电机负荷变大会造成电机烧毁，水分对润滑油的性能、用油设备的寿命都有极大的危害，水分助长了有机酸的腐蚀能力，加速了对金属部件的腐蚀。而金属腐蚀产物如金属皂类，又会促进油质迅速老化，对油质老化起催化作用。
3 空压机油腔内水分由来分析
众所周知自然界中空气中水分含量能力与压力无关，只与单位体积（m3）空气的温度有关，以单位体积空气的相对湿度为100%为例：温度越高则单位体积空气的含水能力越大。
相对湿度为100%，温度为+100 ℃,每单位体积（g/m3）含水为588.208克；相对湿度为100%，温度为+50 ℃,每单位体积（g/m3）含水为82.257克；以下为具体举例计算水分含量如下（见图

1、图

2、图3）：

例：室外温度为：30℃，相对湿度为80% →2

4.5 g/m3 压力为1 bar;

→11×2

4.5=270g g/m3压力为10 bar

最大饱和含水能力（湿度100%）50℃：83 g/m3
→有187 g/m3水析出，这些水都通过一级压缩图1
单位体积相对湿度含水曲线
低压缸进入到空压机的油腔里面。经过散热器后
最大饱和含水能力（湿度100%）20℃：17 g/m3
→更多的66 g/m3水析出，这些析出的水分如
果未经过双塔干燥器吸收将直接进入主风缸或是
制动设备中。
图2 压缩机空气压缩过程 图3 压缩机工作水分析出过程


4压缩机油乳化实例与解决消除的有效方案
苏州轨道交通一号线电客车配备有两套完整的压缩空气供风系统，压缩空气供风系统是一个整合的空气供风模块安装于两头的拖车（TC车）上。压缩空气供风系统设计是对4辆车提供足够的干燥空气。一号线试运行初期，电客车只进行常规的空载典型运行图的试跑，电客车制动系统（常用制动、紧急制动、空气簧系统）用风量过少，每天电客车上线时间过短，没有乘客上下车，车内管路系统的风除了用于一般气制动、空气簧系统最小消耗量外几乎无额外消耗，所以运转时间少于电客车运营时间的30%占比，导致曲轴箱温度达不到油水分离的最佳温度≧80℃。这样导致潮湿的压缩空气析出的水分经活塞环间隙进入曲轴箱，来不及挥发的水分与飞溅的润滑油混和，大部分电客车空气压缩机产生润滑油乳化现象。
针对一号电客车前期油乳化现象进行了如下有效的解决方案如下：
针对发生油乳化现象的空气压缩机，保证每天回段后保证主风缸压力为8巴，每天确保连续启动空气压缩机工作２个小时，使其曲轴箱内油水混合物温度达到油水分离的最佳温度≧80℃，这样水就变成空气蒸发掉，彻底消除了油乳化现象。对个别油乳化现象严重的空气压缩机，根据空气压缩机维护方案则需要更换润滑油。
5结论
通过对油乳化现象的正常认识来避免乳化现象带来的相关危害，确实了解空气压缩机是生产压缩空气的关键部件，所产生的压缩空气供电客车制动系统及所有气动部件正常工作使用，其工作状态的好坏直接关系到电客车的安全和气动机械能否正常工作。对苏州轨道交通一号线空气压缩机正确维护提供了理论分析及实际举例，这对降低空气压缩机及制动系统相关设备维护成本、节省人工起到不可估量的实际效益；同时对相关维护部门保障电客车安全、准点供车率提供了坚实基础。
参考文献：
GB50157-2003，地铁设计规范；
孙章 何宗华 徐金祥 《城市轨道交通概论》2002年1月第2版 中国铁道出版社
《压缩机理论》 （全英文资料）（Otto-Bogo-Str.1-7 D-33739 Bielefeld）
张振淼 《城市轨道交通车辆》2002年1月第2版 中国铁道出版社
苏州轨道交通一号线电客车年检规程（试行）Q/SZGY J 1

1.04.02.008—2010

苏州轨道交通一号线电客车三月检规程（试行）Q/SZGY J 1

1.04.02.008—2010

作者简介：关和宁（1977.4），男，辽宁省本溪市人，就职于苏州轨道交通公司运营分公司 车辆中心 中心主任资深助理。